기계적 혼화와 수리학적 혼화가 결합된 인라인 믹서는 응집･혼화 공정에 있어서 그 효과가 여러 차례 증명되었다. 그러나 인라인 믹서는 대부분이 해외 기술이기 때문에 이와 관련된 국내 산업에서 활용하기에는 어려움이 있다. 따라서 효과적인 인라인 믹서의 활용을 위하여 국내 인라인 믹서의 기술 개발이 필요하다. 본 연구에서는 국내 인라인 믹서의 기술 개발의 일환으로 임펠러의 형상에 따른 인라인 믹서의 혼화 특성을 평가하였다. 혼화 특성은 전산 유체 역학(computational fluid dynamic, CFD) 해석 결과를 이용하여, 임펠러 주위의 속도 벡터 분포에 의한 유동장의 형성 및 주입된 응집제의 농도 분포를 비교하였다. 임펠러의 형상은 여러 형상의 임펠러 중 일반적으로 혼화에 많이 쓰이는 플레이트 형상과 스크류 형상의 임펠러를 선정하여 적용하였다. CFD 해석은 실제 현장을 모사하기 위하여, 기초 실험을 통해 도출된 압력, 점도 등의 조건 하에서 진행하였다. 두 가지 형상의 임펠러에 따른 인라인 믹서의 혼화 특성을 비교한 결과, 플레이트 형상보다 스크류 형상의 임펠러를 적용한 결과가 더 나은 혼화 특성을 보이는 것으로 나타났다. 스크류 형상의 경우 플레이트 형상보다 형성되는 유동장의 범위가 넓었으며, 주입된 응집제의 농도 역시 고른 분포를 보이는 것으로 나타났다. 또한 플레이트 형상의 임펠러를 적용할 경우 혼화 과정에서 단락류가 발생할 가능성이 있는 것으로 나타났다.

최근 하수슬러지의 고형연료화와 관련하여 건조 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 현재 산업용 건조 기술에는 여러 가지가 있으나, 일반적으로 대류 열전달 방법인 열풍 건조가 많이 이용되고 있다. 그러나 열풍 건조는 유지 관리 비용이 크며, 외부 조건에 영향을 받는 등의 운전상 어려움이 있다. 이에 비해 마이크로파 건조는 복사에 의한 내부가열 방식으로 건조시간을 단축시킬 수 있으며, 에너지효율 면에서도 뛰어나다. 그러나 국내에서는 적용 실적 및 성공 사례의 부족으로 인해 활용되지 못하고 있는 실정이다. Batch type의 lab-scale 1 ~ 4kW급 마이크로파 건조기를 사용하였으며, 하수슬러지 건조 시 피건조물의 최적 투입 두께는 2 cm 이하, 마이크로파의 최적 조사 높이는 조사너비의 70%로 도출되었다. 건조효율 평가를 위하여 2.4 kW급 열풍 건조기를 이용하여 비교 실험을 진행한 결과, 열풍 건조에 비해 마이크로파 건조가 동일 조건 하에서 건조시간은 2.7배 단축되었으며, 수분증발효율은 4배 높은 것으로 나타났다. 특히 수분함량 60 ~ 10% 구간의 수분증발효율은 마이크로파가 열풍보다 약 6배 높은 것으로 나타났으며, 피건조물의 초기 수분함량이 낮을수록 마이크로파 건조가 더 유리한 것을 확인하였다.

Inline mixer, mixing device combined mechanical and hydraulic mixing, has been demonstrated many times to be effective in mixing process for coagulation. But most of inline mixer are difficult to utilize in relevant domestic industry since it is a foreign technology. So the development of domestic inline mixer is strongly needed. In this study, we compared mixing characteristics through computational fluid dynamics(CFD) analysis with different shape of impeller for the development of domestic inline mixer. The shape of the flow field by velocity vectors and the concentration distribution of injected coagulant were analyzed for comparison of the results. We chose two shapes of impeller(plate and screw), the CFD analysis for them was conducted to simulate actual field conditions. The screw-shaped impeller showed more well-mixing characteristics than the plate-shaped impeller from the results. On the other hand, short-circuiting flow could occur when the shape of impeller was plate.

A food waste disposer is an electrically powered device installed under a kitchen sink. It is located between the sink’s drain and the trap which shreds food waste into tiny pieces so that they can go through plumbing. Use of this unit is convenient and hygienic for discharging food waste in kitchen. Nevertheless, this unit has been illegal until now in Korea because of both conflict with the government’s policy-resource recovery from food waste-and perceived threat to the city’s sewer system. An attempt was made recently to meet growing need to introduce this unit for advantage of using disposer and maintenance of sewer system, etc. So an attempt was made to introduce the food waste disposer system of ‘treatment type before discharging to sewer’, but it was inappropriate for conditions in Korean. In this study, we developed a suitable disposer system for Korea based on an innovative solid recovery technology. And continuous operating experiments were carried out to evaluate the performance of the system for 18 days. The amount of food waste fed into the system was equivalent to the daily amount of food waste made from 30 households living in apartment units, which was calculated to be 14.44 kg/day. After grinding, SS/TS of food waste was 60 percent and it was the maximum amount of solid that could be recovered using this system. In the system of solid collection type using screw press, more than 70 percent of suspended solids were recovered. And less than 20 percent of total soilds were discharged through wastewater and it satisfied the legal standard of Korea. This novel food waste disposer system will satisfy with both the government’s environmental policy and higher quality resource recovery from food waste in the facilities.