Earticle

The separation of Ag and Zn from the nitrate leachate of spent silver oxide batteries using Cyanex272 as an extractant was investigated. The extraction of Ag and Zn was affected by the concentrations of nitric acid and the extractant. Cyanex-272 selectively extracted Zn over Ag when the HNO3 concentration was lower than 0.1 mol/L. The co-extracted Ag was removed by stripping with 1 mol/L thiourea. Stripping of Zn from the loaded Cyanex-272 was accomplished using 0.5 mol/L HNO3 after the removal of Ag. The McCabe?Thiele diagrams for the extraction of Zn with Cyanex-272, the scrubbing tripping of Ag with thiourea, and the stripping of Zn with HNO3 were constructed. The results were verified by simulated counter-current extraction and stripping experiments. Finally, a process for the separation of Ag and Zn from silver oxide batteries was proposed.

Using aeration reactor of high efficiency pure oxygen to remove the high concentration wastewater generated by the solution separated from food waste, the results got from a pilot test are summarized as follows. 1. The process composition to remove the high concentrated organic matter and the nitrogen of wastewater is the facilities to control the primary high liquid separation and the second biological control process is composed of the anoxic tank and the high pure oxygen aeration reactor and the separation membrane tank, and the advanced control is composed of the ozone and activated carbon treatment facility. 2. As the average concentration of 200,000 mg/L is separated into high liquid to mix with excess sludge, the water separated from high liquid is able to get the average of 32,000 mg/L, and when the load of about 20 kgCODCr/m3·d removes by the reactor of the pure oxygen aeration with high efficiency, it has been removed over the 98.7% to an outflow with average 422 mg/L. 3. As the BOD flows into the raw wastewater with 90,000 mg/L, an average concentration shows 32,000 mg/L after a primary high liquid separation and is able to get the effluent water under below 10 mg/L to remove 99.9% by the aeration reactor of high efficiency pure oxygen. 4. T-N represents average 1,520 mg/L when the raw wastewater with about 3,500 mg/L is separated from high liquid, and it is removed to the efficiency of 94.1% or more when it is controlled to inflow in the aeration reactor of high efficiency pure oxygen. 5. The T-P concentration of the separated liquid is average 723 mg/L and approximately 75% are removed by high liquid separation after a primary dewatering.

본 연구에서는 하수처리장의 부하 저감을 위해 음식물쓰레기 침출수와 액상 미생물 제제를 반응시켜 부하 저감 평가 를 하고자 한다. 음식물 찌꺼기 표준시료와 물을 혼합하여 분쇄 후 0.3mm mesh에 체거름하여 탈리액을 생성하였으며, 여기에 액상 미생물 제제인 eco-A, eco-C, eco-D, eco-E를 각각 6시간 동안 반응시켜 TCODcr과 SCODcr을 분석하였다. 그 결과 eco-C와 반응한 탈리액의 TCODcr, SCODcr의 감소율이 가장 높았으나 대조군과 비교 시 큰 효율이 나타나지 않 았으며, 이에 따라 하수처리장의 반송슬러지를 첨가하여 추가실험을 수행하였다. 반송슬러지를 첨가 실험을 수행 결과 마 찬가지로 eco-C의 저감 효율이 가장 높았으며, eco-C에는 Shinella 균주가 가장 높은 분류 구성을 나타내고 있으며, 반송 슬러지와 높은 반응성을 나타난 것으로 판단된다. 따라서, 액상 미생물 제제 eco-C와 반송슬러지를 혼합시켜 하수관에 직 투입하면 음식물쓰레기 침출수로 인한 하수처리장의 부하 저감이 가능할 것으로 판단되나, 상용화 수준으로 되기 위해서 는 추가적인 연구가 필요하다.

In this study, in order to reduce the load of sewage treatment plants, the load reduction evaluation is conducted by reacting food waste leachate with liquid microbial agents. The standard food sample and water were mixed, crushed, sieve-filtrated at 0.3mm mesh to produce a desorption solution, and the liquid microbial agents eco-A, eco-C, eco-D, and eco-E were reacted for 6 hours, respectively, to analyze TCODcr and SCODcr. As a result, TCODcr and SCODcr of the desorbed solution reacted with eco-C were the highest, but the efficiency was not significant compared to the control group, and accordingly, additional experiments were performed by adding returned activated sludge from the sewage treatment plant. The experiment to add returned activated sludge showed that eco-C had the highest reduction efficiency, the Shinella strain had the highest classification configuration in eco-C, and high reactivity with returned activated sludge. Therefore, it is judged that the load of the sewage treatment plant due to food waste leachate can be reduced by mixing the liquid microbial agent eco-C and the returned activated sludge directly into the sewage pipe, but further research is needed to achieve commercialization level.

광산 폐기물로부터 배출되는 침출수는 폐광산 주변 지역의 토양 및 수질을 오염시킬 수 있다. 따라서 광산 침출수의 유출경로를 예측하여 상세한 조사가 필요한 오염 예상지역을 결정할 필요가 있다. 본 연구의 목적은 Multiple Flow Direction(MFD) 알고리즘과 D-Infinity 알고리즘을 이용하여 광산 침출수의 유출경로와 영향범위를 예측하는 것이다. MFD 알고리즘과 D-Infinity 알고리즘은 지표수 유출 분석시 일반적으로 사용되는 단일 흐름 방향 알고리즘과 비교했을 때 지표수의 확산 흐름을 고려할 수 있는 특성을 가진다. 본 연구에서는 MFD 알고리즘과 D-Infinity 알고리즘을 가상의 오목한 지형과 볼록한 지형 자료에 적용하여 각 알고리즘의 특성을 비교, 분석하였다. 가상의 폐광산 지역과 충청남도 청양군에 위치한 폐광산 지역에 대한 적용 결과 MFD 알고리즘과 D-Infinity 알고리즘이 기존의 단일 흐름 방향 알고리즘이 고려하지 못하는 지표수의 확산 흐름을 모델링할 수 있으며, 광산 침출수의 유출경로를 효과적으로 예측할 수 있음을 확인할 수 있었다.

Mine leachate discharging from mine waste rocks and tailings can contaminate the surrounding environment including soil and water. Therefore, it is required to predict the mine leachate pathway to determine critically contaminated zones that require more detailed site investigations. The purpose of this study is to predict the mine leachate pathway using Multiple Flow Direction(MFD) and D-Infinity algorithms. The MFD and D-Infinity algorithms allow divergent flow of surface runoff in hydrological analyses, therefore they can make up for the weak points of conventional single flow direction algorithms. The characteristics of MFD and D-Infinity algorithms were examined by applying them to synthetic data representing concave and convex cones. Applications of MFD and D-Infinity algorithms in an abandoned mining area in Korea showed that they can account for the divergent flow of surface runoff and predict the mine leachate pathway effectively.

광산폐기물로부터 발생한 침출수는 광산지역 인근의 수계와 토양으로 유입되어 다양한 환경적 문제들의 원인이 될 수 있다. 본 연구의 목적은 GIS를 이용하여 광산폐기물에서 발생하는 침출수의 시간에 따른 이동경로를 분석하는 것이다. 수치지형모델, 토양도, 토지피복도 등의 자료를 사용하여 유효강우량과 유출량의 변화를 설명하고, 시간경과에 따른 수위변화와 침출수의 이동경로를 분석할 수 있는 새로운 기법을 제안하였다. 충청남도 삼광광산에 대해 사례연구를 수행한 결과, 강우시 광산폐기물로부터 발생한 침출수가 신대저수지로 유입되는 경로를 시공간적으로 분석할 수 있었다. 본 연구에서 개발된 기법은 광해방지사업 추진시 수질 및 토양의 정밀 오염조사가 필요한 지역들을 선정하는데 유용하게 활용될 수 있을 것이라 기대한다.

Mine leachate discharge from mine waste rocks and tailings can cause many environmental problems when it is transported to soils and streams around mining areas. The purpose of this study is to analyze the mine leachate pathway with time using Geographic Information Systems (GIS). Digital Elevation Model (DEM), soil map, and land cover map were used to account for the effective rainfall and temporal variation of surface discharges. A new method which considers the measured hourly rainfall data was proposed to analyze the water level fluctuation and mine leachate migration. The application to the Samgwang mine showed that mine leachate from some areas with tailings-impoundment can flow into the Sindae reservoir. It is expected that the proposed method can be effectively used to analyze and prioritize the areas where detailed investigation is required for mine reclamation.

차수막이 설치되어 있지 않은 매립장에서 하부 지반으로 누출된 침출수의 이동을 고려하였다. 일련의 Monte-Carlo 시뮬레이션의 결과를 검토하여 지반 불균질성이 침출수 이동에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구에서는 수리지질학적 인자의 공간 변동성이 있는 매립지 시스템을 시뮬레이션하였다. 포화 유동 모델과 오염물 이동 모델을 이용하여 랜덤 수리전도도 장을 통한 침출수 이동을 평가하였다. 다양한 범위의 불균질 지반에 대하여 100회의 Monte-Carlo 시뮬레이션을 수행하고 평균, 표준편차, 변이계수와 같은 점기반 통계치들을 계산하였다. 통계치 결과에 따르면 매립지반의 수리전도도 분포가 침출수 농도를 결정하는 주요한 인자로 나타났다. 수리전도도의 불균질성 및 오염원과 감시정 간의 거리가 커질수록 침출수 농도의 변동성이 증가하였다. 수리전도도 장의 연관길이로 표현되는 불균질성의 이방성이 미치는 영향은 분명하게 나타나지 않았다.

The transport of landfill leachate in the subsurface formations of unlined landfill sites is considered. The objective of this study is to assess impacts of heterogeneities on the leachate transport and is accomplished by examining the results from a series of Monte-Carlo simulations. The landfill system simulated in this study is hypothetically represented with spatial variability for the hydrogeological parameter. To assess the transport of leachate through random hypothetical hydraulic conductivity(K) fields generated using geostatistical input parameters, a saturated flow model is linked with a contaminant transport model. Point statistics values such as mean, standard deviation, and coefficient of variation of the concentration were obtained from 100 Monte-Carlo trials for various degrees of heterogeneity ranging from homogeneous to highly heterogeneous. Results of point statistics show that the distribution of hydraulic conductivity in the landfill site proves to be an important parameter in controlling leachate concentrations. The variability in the leachate concentration for different realizations of a heterogeneous K-field increases as K-heterogeneity and the distance between source and monitoring well increase. Consideration of anisotropic heterogeneities represented by correlation length in K-field does not show any apparent impacts.

본 연구에서는 자철석을 흡착재로 이용, 금침출모사액으로부터 금이온을 선택적으로 분리하는 연구실험을진행하였다. 그 결과, 액중 pH 중성영역대에서 교반속도, 온도, 자철석투입량이 증가할수록 금이온의 흡착효율이 증가하였다. 금이온 농도 100 mg/L 및 염화나트륨 농도 0.1 mol/L, 자철석 투입량 3.6 %, pH 6-8, 교반속도 150 rpm, 반응온도 90°C 조건에서 실험을 수행한 결과 6시간 이내에 금이 100% 흡착되었다. 또한, 금이온이 구리, 니켈 같은 불순물과 함께 존재할 경우 금이온 흡착제거율이 96%인 반면, 구리나 니켈이온은 거의 흡착되지 않아 자철석으로 금의 선택적인 분리가 가능함을 확인하였다. 자철석은 흡착 후 자력 분리가 가능하여 기존 흡착공정내 고액분리공정시 자주 발생하는 체막힘 문제를 피할 수 있어 공정 효율 향상이 기대된다.

In the present study, the separation of gold ions from simulated gold leaching solution was performed by selective adsorption of gold ions onto the magnetite. The adsorption efficiency of gold ions increased in neutral pH with increasing agitation speed, temperature, and amount of magnetite added. All of the gold ions were completely adsorbed within 6 h under the following conditions: gold ion concentration 100 mg/L, NaCl concentration 0.1 mol/L, magnetite addition 3.6%, pH 6-8, agitation speed 150 rpm, and temperature 90°C. When gold ions exist with copper and nickel ions, 96% of gold ions are adsorbed onto magnetite particles while the low adsorption of copper and nickel ions was observed, which indicates that selective adsorption of gold ions could be achieved. The efficiency of the separation process would be enhanced by avoiding clogging of screen because the magnetite particles with gold ions on them could be separated by magnetic separation processes.

폐리튬이차전지 양극재 재활용기술에 있어 침출과정을 통해 회수된 유가금속을 다시 원하는 조성의 전구체로 재합성하는 공침공정은 필수적이다. 본 연구에서는 고용량 특성의 Ni-rich 조성인 LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 (NCM 622) 양극재의 전구체 재합성 시 암모니아가 불순물로서 미치는 영향을 확인하는 공침실험을 수행하였다. SEM 및 EDS 분석결과 양극재 전구체 최적 합성조건(금속염 용액 농도 2 M 기준 암모니아수 농도 1 M)에서 암모니아 농도가 증가할수록 원하는 조성의 전구체가 제조되지 않음을 확인하였다. Ni의 설계함량인 60 mol%를 기준하여 암모니아수 농도 1 M ~ 4 M 조건에서 각각 100%, 98%, 95%, 87%에 해당하는 공침효율을보여주었다. 또한 제조된 전구체 입자들의 구형화도, 균일도 및 크기분포특성 등의 형상학적 특징을 확인하였다.

In a recycling scheme of spent lithium ion batteries, a co-precipitation process for the re-synthesis of precursor is essential after the leaching of lithium ion battery scraps. In this study, the effect of ammonia as impurity during the co-precipitation process was investigated in order to re-synthesize a precursor of Ni-rich cathode active material Ni0.6Co0.2Mn0.2O2 (NCM 622). As ammonia concentration increases from 1 M (the optimum condition for synthesis of the precursors based on 2 M of metal salt solution) to 4 M, the composition of obtained precursors deviates from the designed composition, most notably for Ni. The Ni co-precipitation efficiency gradually decreases from 100% to 87% when the concentration of ammonia solution increases from 1 M to 4 M. Meanwhile, the morphological properties of the obtained precursors such as sphericity, homogeneity and size distribution of particles were also investigated.

본 연구에서는 매립 완료된지 5년이 지난 G도시 A위생매립장의 침출수 독성을 평가하고자 한다. 시험대상은 원수와 회전원판법으로 전처리를 거친 침출수를 검사하였다. 두 침출수의 화학적 조성은 TOC, ICP 등으로 분석하였다. 그리고 침출수의 급성독성평가를 실시하기 위하여 미세조류의 대표종 Scenedesmus sp.와 갑각류 Daphnia magna의 이용하였다. 급성독성평가에서 Scenedesmus sp.의 원수와 전처리수의 72시간 EC50은 각각 15%, 22.2%이었고, Daphnia magna 의 EC50 값은 각각 1.7%, 2.6%이었다. 현재 A위생매립장의 침출수는 하수종말처리장에서 연계처리하고 있다. 연계처리에서의 침출수 비율에 따른 영향을 조사하기 위하여 생물학적 처리에서 사용되는 대표종인 Bacillus subtillis의 성장저해도를 다양한 희석비율에서 평가하였다. 성장저해는 원수의 경우 20%보다 낮은 희석배율일 때, 간이처리수의 경우 40%보다 낮을 희석배율일 때 낮게 나타났다. 희석농도 50%에서는 경과시간에 따라 독성이 약해지는 경향이 있었다. 실험 결과로부터 A 위생매립장의 침출수는 하수종말처리장으로 연계처리에 있어서, 독성이 낮은 희석 비율의 경우 현재 사용 중인 생물학적 폭기조에 큰 영향을 미치지 않을 것으로 판단된다.

The study was targeted to evaluate toxicity of leachate from A sanitary landfill located in G city, which have passed 5 years since landfill completion. The raw leachate and the leachate pretreated by a Rotating Biological Contator were examined. The compositions of two leachates were analysized by TOC, ICP etc. examined and Scenedesmus sp. and Daphnia magna as each representative species of micro algae and crustacea were used for the acute biological exposure evaluation. The acute exposure evaluation showed that EC50 of raw and pretreated leachate by Scenedesmus sp. were 15.0% and 22.2%, respectively and the values by Daphnia magna were 1.7% and 2.6%, respectively. On the other hand, the leachate of A sanitary landfill has been currently treated in sewage treatment plant together. In order to examine whether toxicity of the leachate is or not, the inhibition extent on the growth of Bacillus subtillis was examined in various dilution ratio. No growth inhibitions were shown in the dilutions of less 20% in case of raw leachate and less 40% in case of pretreated leachate. 50% of dilution ratio showed that although at the beginning a little toxicity appeared, the toxicity got weak according to elapsed time. From the results, it is concluded that a considerable toxicity will not be occurred in the biological reactor in case of low dilution ratio, which has been presently employed, when the leachate of A sanitary landfill was connected and treated into sewage treatment plant.

본 연구는 G시 친환경센터 내 소화조 탈리액을 대상으로 pilot plant를 설치하여 진동막분리 장치의 유기성 폐기물에 대한 적용성과 이때의 막오염 특성 연구를 수행하였다. 한외여과막(Microfiltration)을 진동분리막장치에 적용하여 연구를 수행한 결과 진동을 발생시키지 않은 경우에는 초기 flux 20 LMH로 관찰되었으며, 진동수의 증가에 따라 flux는 점차 감 소하는 경향이 나타났다. 처리효율 증가와 분리막의 부하저감을 위해 회수율을 80%으로 운전한 결과 TCODCr, NH4-N, PO4-P의 처리효율은 99%, 85%, 76%로 관찰되었다. 실험이 끝난 분리막을 회수하여 SEM/EDX분석을 수행한 결과 주요 막오염 물질인 무기성 물질에 대한 막오염이 진동발생에 따른 전단력 증가로 완화된 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 C/ N비가 높아 생물학적 처리가 어려운 유기성 폐수에 대하여 부지면적을 최소화하고 기존의 막분리 공정에서 발생하는 막 오염현상(Fouling)을 효과적으로 제어함과 동시에 안정적인 처리수질 확보 가능성을 확인하였다.

This study performed a characteristics research on applicability of the organic waste using the vibratory membrane system and membrane fouling by installing a pilot plant targeting leachate digestion within the eco-friendly center in G city. The application of microfiltration on the vibratory membrane system showed an initial flux 20 LMH if vibration was not generated, and the flux tended to gradually decrease in accordance with the increase of the number of vibrations. Operating the recovery rate at 80% in order to reduce the membrane load and to increase membrane efficiency showed the removal efficiency of TCODCr, NH4-N, and PO4-P to be at 99%, 85%, and 76% respectively. SEM/EDX analysis by recovering membrane that has already undergone the experiment showed that membrane fouling by the major membrane fouling matter like inorganic matter was mitigated by the increase of shearing force in accordance with the generation of vibration. The present study confirmed the possibility of site minimization for organic wastewater that is difficult to be treated with bioreactor due to a high C/N ratio, and effective controll of membrane fouling that occurs during existing membrane separation processes, and securing a stable processed water quality.

일반적으로 사용되는 액체섬광계수기를 이용한 226Ra 분석에는 Ba 공침법을 통해 얻어진 Ba(Ra)SO4 침전물을 이용하게 된다. 그러나, 인산석고 침출수의 경우 SO42-, Ca2+등의 이온이 다량 존재하여 순수한 Ba(Ra)SO4 침전물을 얻기가 힘들기 때문에 정확한 분석이 매우 어렵다. 본 연구에서는 분석화학에서 금속이온의 분리에 일반적으로 많이 활용되는 Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA)를 이용하여 인산석고 침출수에서의 Ba 공침법을 개발하였고 실제 인산석고 야적장 주변 침출수의 분석에 적용하였다. 또한 개발된 분석 방법은 침출수와 유사한 매질의 226Ra 모의표준시료을 제조하여 확인하였고 IAEA-434 인증표준물질을 통해 분석 신뢰성을 검증하였다. 실제 인산석고 야적장 침출수를 분석한 결과 0.102 Bq·kg-1의 농도를 보였고 검출하한치는 3.4 mBq·kg-1였다. 226Ra 모의표준시료 분석을 통한 측정농도는 첨가한 농도와 1% 내외로 잘 일치하며 좋은 상관관계(R2=0.99)를 보였다. 인증표준물질의 분석 결과 인증값과 비교하여 5.8% (k=1)이내로 잘 일치하였다.

Ba is the most useful element to get the Ba(Ra)SO4 precipitate. However, when the high concentrations of ions such as sulfate, calcium are existed in the leachate of phosphogypsum stack, it is difficult to get the Ba(Ra)SO4 precipitate. Since this reason, the developed method for the Ba coprecipitate using EDTA was performed to determine the 226Ra concentration in the high sulfate sample. The average concentration of 226Ra in a leachate of phosphogypsum using this method was 0.102 Bq·kg-1 and the minimal detectable activity is 3.4 mBq·kg-1. The 226Ra stock solution and the CRM (Certified Reference Material) were analyzed to verify this method. In analyzed 226Ra stock solution, bias with added concentration was approximately 1% and the correlation curve between 226Ra concentration in simulated standard sample and measured 226Ra concentration showed good agreement with a correlation coefficient (R2) of 0.99. In analyzed CRM, maximum bias with reference value was 5.8% (k=1) and the analytical results were in good agreement with the reference value.

음폐수(FWL)는 퇴비화와 사료화와 같은 음식물류 자원화 시설로부터 발생된다. 본 연구의 목 적은 벤치규모의 부상분 리 및 상향류 블랭킷 여상(UBF) 연계공정을 이용한 산발효액 특성에 대해 조사 분석을 하였다 . 부상분리 공정에서 고형 물과 지방성분의 높은 제거효율을 보였다. 이는 UBF 반응조의 상부에 스컴과 머드볼의 생성 을 막을 수 있었다. 산발효 액의 휘발성 유기산(VFA)의 농도는 21,610 mg/L이었고, 조성은 acetic acid, butyric acid, propoinic acid와 같은 short chain 유기산이 약 82%를 차지하였다. 또한 산발효조에 총 미생물 중 부착미생물이 차지하는 비율은 61.2%이었다. 산 발 효한 FWL액의 특성은 N·P함량이 낮고 용존 물질이 높다. 따라서 이액은 생물학적 질소 인 제 거시 외부탄소원으로 사용 될 수 있을 것으로 사료된다.

The food waste leachate (FWL) produces from food waste resource plant as a compost and feed. The objective of this study was to investigate the characteristics of acid fermentation liquid from food waste leachate by combined bench scale floating separation and upflow blanket filter (UBF) process. The constituents of solids and fat showed high removal efficiency in floating separation process. These results could prevent the generation of scum and mud balls at the top of the UBF reactor. The volatile fatty acid (VFA) of acid fermentation liquid was 21,610 mg/L, the major components were the short chain fatty acids such as acetic acid, butyric acid, and propoinic acid. These acids were about 82% in composition of VFA. Also, the ratio of attached biomass to total biomass in acid fermentation reactor was 61.2%. The characteristics of fermented FWL have a low N·P content and a high soluble matter. Therefore, this liquid could be used as an external carbon source for the biological N and P removal.

본 연구에서는 음식물류 폐기물을 원료로 하여 침출수 재순환이 있는 중온 혐기성 소화 시스템을 통해 바이오 가스를 생산하였다. 실험은 동일한 구성 (생물반응조, 침출수 저장조)으로 이뤄진 System A와 System B를 통해 진행하였으며, 각 System은 투입 음식물류 폐기물의 차이만이 있었다. 생물반응조 하단 상부 30 mm 위치에 스크린을 두어 고액분리가 용이 하도록 하였으며 이를 통해 분리된 액체가 매일 30분씩 각각 침출수 저장조로 이송되고 다시 침출수 저장조 내 액 체가 생물반응조 상부로 30분 동안 유입되도록 하였다. 음식물류 폐기물은 반응조로 투입되기 전에 36oC로 가온하였다. 저해인자에 대한 파악을 하기 위해 암모니아성 질소와 염분에 대해 조사하였다. 평균 메탄발생량은 System A의 경우 0.115 L CH4/g VS로 나타났으며 System B의 경우 0.167 L CH4/g VS로 나타났다. 암모니아성 질소와 염분농도는 서서 히 증가하였는데, 이는 반응조 하단에서 음식물류 폐기물의 압밀로 침출수 재순환이 방해를 받아 미생물 활동이 저해됨 에 의해 발생된 것으로 추정된다.

Mesophilic anaerobic digestion of source-sorted food waste with leachate recirculation system was studied and its efficiency was evaluated by methane gas production comparison. Two identical systems, System A and B were fabricated equally and each system was comprised of an anaerobic bioreactor and a leachate tank. The only difference between two systems is OLR (Organic Loading Rate). Leachate in bioreactor was separated through the screen located at 30 mm above the bottom and a pump was installed to transfer collected leachate to the leachate tank. Once a day, the leachate was pumped from the bioreactor to the leachate tank for 30min and transferred leachate was pumped back to the top of the bioreactor for 30min, sequentially. Source-sorted food waste used for this experiment was water washed by cafeteria staffs before transferring to the laboratory. Transferred food waste was warmed to 36oC before being fed to bioreactors. Ammonia nitrogen and salinity were monitored to see the inhibition toward anaerobic bioreaction. Average methane productions rates were 0.115 L CH4/g VS and 0.167 L CH4/g VS for system A and B, respectively. Ammonia nitrogen and salinity were increased gradually and it is believed that compression at the lower part of bioreactor blocks leachate penetration and retards the microorganism activity within bioreactor.

실제 사업장에서 배출되는 음폐수와 축산폐수를 대상으로 혼합비율볕 HRT에 따른 산발효 진행 시 VFA 생산, 분포 및 pH 변화 등을 관찰하는 실험을 진행하였다. 음폐수의 산발효 시 AIkalinity의 주입이 요구되는데, 외부 Alkalinity의 주입량을 축산폐수와의 혼합를 통해 대체함으로써 경제성을 높이는 것이 본 연구의 목적 이다. 외부 혼합비율은 음폐수와 축산폐수의 부피기준, 9:1, 8:2, 7:3, 6:4, 5:5로 하였으며, 산발효 실험 시 별도의 약품은 주입되지 않았다. 실험결과, 음폐수의 비율이 높을수록 Lactate의 발생이 많았으며, 축산폐수의 비율이 높을수록 Lactate의 발생은 감소하고 Propionate의 발생이 증가하였다. 또한 혼합비율 5:5, HRT 2일의 조건에서 Lactate는 전혀 검출되지 않았다. VFA 생산량은 HRT 3일 기준, 혼합비율 9:1, 8:2, 7:3, 6:4, 5:5에 대해서 각각 63.3%, 122.5%, 222.7%, 371.5%, 415.0%로 증가하였으며, 생산수율은 각각 0.14, 0.22, 0.36, 0.51, 0.51로 나타났다. 축산폐수의 주입량이 증가함에 따라 pH, Alkalinity 및 Ammonia도 높게 나타났고, 산발효에 의한 pH 저하는 발생되지 않았으며, 유지되거나 약간 상승하는 경향을 보였다.

In this study, in order to increase the economic feasibility of acid production, co-digestion of food waste leachate and livestock waste water was investigated since high alkalinity content of livestock waste water enables to reduce the alkaline agent addition. The effect of mixture ratio between food waste leachate and livestock waste water on the volatile fatty acid (VFA) production and composition was investigated at different hydraulic retention time (HRT). Mixture ratio was adjusted from 9:1 to 5:5, and external alkaline agent was not added during the acid fermentation. As results, lactate production was increased with the increase of mixture ratio, while propionate was the dominant at lower mixture ratio, and lactate production was minimal under 5:5 of mixture ratio at HRT 2 days. At HRT 3 days, VFA production was increased by 63.3%, 122.5%, 222.7%, 371.5% and 415.0% from the mixture ratio of 9:1, 8:2, 7:3, 6:4 and 5:5, respectively. Successful acid fermentation was achieved without alkaline agents addition through the co-digestion with livestock waste water.