본 연구에서는 음식물 쓰레기를 기질로 하여 수소생산을 수행하였을 때 중금속(구리)의 농도에 따른 수소생산 효율과 반응 조건, 수소생산에 기여하는 미생물 군집 분포의 변화를 살펴보고자 한다. 회분식 반응기가 사용된 이번 실험에서는 sucrose 1%(v/v)와 음식물 쓰레기가 탄소원으로 사용되었으며, 혐기성 조건을 충족하기 위하여 N2가스로 반응기 내를 10분간 purging한 뒤, 이를 완전 밀폐 시켰으며, 교반 속도와 실험 온도는 각각 200 rpm, 30±3℃로 유지되었다. 본 연구에서 수소생산은 실험 후 약 30-90시간 후 종료되는 것으로 나타났다. 수소생산의 yield값은 Cu 0.5ppm, 1ppm, 5ppm, 10ppm에서 각각 5.3016, 6.6363, 28.9388, 4.9398㎖ H2/g COD로 나타났다. 수소가스 발생량(Ph)과 최대 수소 생산률(Rh)은 Table 1에 나타내었다. 중금속의 농도에 따라 수소생산량을 비교해 보았을 때 Cu 5ppm>10ppm>1ppm>0.5ppm의 순서로 수소생산량이 많이 발생되었으며, 이는 약간의 중금속은 미생물의 성장에 촉진작용을 일으켜 수소생산을 활발하게 하는 것으로 판단되어지며, 일정 농도 이상으로 중금속의 농도가 높아지면 수소생산에 저해가 되는 것으로 나타났다. 또한 실험의 여건 상 5, 10ppm실험시기 보다 0.5, 1pmm농도의 실험시기의 온도가 약 3℃ 낮았던 것으로 보아 온도의 영향이 수소생산에 영향을 미친 것으로 판단된다. 16S rDNA의 PCR-DGGE결과 음식물 쓰레기의 수소생산량과 비교하여 적은 수소를 생산한 중금속 첨가 반응액에서 발견된 Band 6과 7은 Lactococcus속으로 규명되었다. 이는 위 미생물들이 Clostridium속의 수소생산 활동을 저해시키는 역할로 작용했다고 판단된다.

수분함량과 유기물 함량이 80% 이상으로 매우 높고, 염도가 높은 국내 음식물쓰레기는 저장 및 운송과정에서 쉽게 부패하는 문제가 있어 적정 처리에 대한 효과적 기술 개발 필요성이 증대되고 있다. 유기물질을 분해하는 미생물이 산소를 이용하는 호기성 퇴비화방법은 유기물을 안정화시키는 것으로 미생물이 음식물 쓰레기를 분해하여 부식질인 퇴비물질, 물과 이산화탄소로 전환시킨다. 본 연구에서는 음식물쓰레기 발효 소멸 시스템을 이용 음식물쓰레기를 처리 하여 음식물 쓰레기의 발효특성을 알아보았다. 이를 통해 운전 안정화를 위한 미생물 활성기반 제어인자를 도출 하고자 하였다. 수분 조절을 위한 통기 개량제는 우드칩이 사용되었고 교반기의 혼합은 3rpm으로 진행되었다. 반응온도는 가온없이 자체발열로 운전 하고 흡인송풍으로 공기가 공급되었다. 운전인자 도출을 위한 발효물질 분석은 공업분석, 원소분석 등이 수행되었고 pH, 함수율, 염도 등이 측정되었다.

최근 연안 해역에서의 대규모 어업활동과 산업화로 인하여 해상 부유 폐기물 및 해저면의 침적 폐기물, 패각류, 퇴적 오염물 등 해양 폐기물 발생량의 증가로 인하여 해양 오염은 날로 심각한 상태에 이르고 있다. 해양폐기물은 해안으로 밀려오는 해안폐기물, 해수면에 떠다니는 부유폐기물, 바닥에 침적된 침적폐기물, 이렇게 세 종류로 분류할 수 있으며, 이들 해양폐기물은 약 60% 이상은 육상 등 해변에서 발생되어지는 해안폐기물이며 그물류를 포함한 플라스틱이 대부분을 차지하며, 기후 및 지역의 특성에 따라 생활폐기물과 하수, 산업 및 연안의 영향을 받아서 발생하는 폐기물의 특성이 크게 변화한다. 본 연구에서는 섬지역에 발생되는 해안폐기물의 특성을 비교 분석하였으며, 섬의 위치와 계절에 따른 해안폐기물의 발생 특성을 조사하였으며, 발생되어지는 해안페기물의 특성을 분석하여 고형연료 (SRF) 생산 및 활용에 대해 분석하였다. 해안폐기물 발생량은 겨울철 > 여름철 > 가을철 > 봄철 순으로 나타났으며, 그물류가 가장 높은 비율을 차지했으며, 목재류, 비닐플라스틱류, 고무류 등으로 분포하였으며, 이에 따라 발열량은 약 5,200kcal/kg으로 높은 수준이여 높은 질은 나타내고 있다. 지역에서 자연건조된 후 수거한 해안폐기물의 경우는 염소함량이 1.25%로 SRF 기준 2미만으로 나타났다. 단, 대부분의 해안폐기물이 높은 염분을 나타내고 있어 이에 따른 처리 방안은 고려되어야 할 것으로 보인다.

This study was conducted to evaluate the effects of physical characteristics. Twelve specific odorous compounds and various sources of bacteria were tested via treatment of food waste using an ultra-thermophilic aerobic composting process. Food waste was mixed with seed material and operated for 47 days. During composting, the temperature was maintained at 80-90°C. The variations in O2, CO2 and NH3 production suggested typical microorganism-driven organic decomposition patterns. After composting, the concentrations of 12 specific odorous compounds other than ammonia did not exceed the allowable exhaust limits for odor. After composting, thermophiles represented 50% of all bacteria. After composting, the percentage of thermophile bacterial increased by 15%. Therefore, both stable composting operation and economic benefit can be expected when an ultra-thermophilic composting process is applied to food waste.

Due to the increasing sewage sludge generation from wastewater treatment facilities, sewage sludge has been reconsidered as a renewable energy source in various ways. Lipid extraction from sewage sludge is an applicable method for biodiesel production. Higher biodiesel production yields can be achieved through the improvement of lipid recovery efficiency. Although sewage sludge has different features due to its types and steps in treatment plants, lipid content of sewage sludge generally ranges from 10 to 15%. Among solvent extraction methods, the highest lipid recovery efficiencies were observed for chloroform-methanol extraction: 13.6-14.6% for primary sludge, 10.6-12.1% for waste-activated sludge, and 2.9-4.2% for digested sludge. The extraction residue of sludge can be used as biosolid refuse fuel (bio-SRF). After lipid extraction, the residue had decreased volatile matter and carbon content. Consequently, the calorific value of the residue decreased by 3,000 kcal/kg. The level of calorific value can be available to use bio-SRF.

기존의 하수슬러지 처리는 슬러지의 안정화와 감량화를 주목적으로 하였으나 최근 슬러지 처리계획은 처리 후 슬러지의 유효이용을 포함하게 되었다. 특히 유럽, 미국, 일본 등에서는 하수슬러지를 biosolids로 정의하고 슬러지 처리방법을 자원화에 이용하고 있으며, 매립지 부족 및 대체에너지 확보를 위한 하수슬러지 감량화/에너지화 기술수요가 증가하고 있다. 이에 따라 국내에서도 슬러지의 에너지화에 대한 관심이 급증하였고 에너지화의 대표적인 방법으로 혐기성 소화가 이용되고 있으며, 연구의 초점이 소화조 설비 및 가용화 기술에 대한 연구에 집중되어 있다. 하지만 최근 유럽, 일본 등지에서는 혐기성 소화 이외에 하수슬러지 내에 포함된 지방 및 지질 성분으로부터 화학 촉매를 적용하여 바이오디젤로 전환하는 기술이 연구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 국내의 하수 슬러지의 지질 함량에 대한 연구를 진행하고 지질회수율과 지질회수율을 높일 수 있는 방법에 대한 연구를 진행하였다. 하수슬러지의 지질 함량을 확인하기 위한 방법으로 화학적 방법인 지질의 용매 회수법을 사용하였으며, 지질회수율의 증대를 위한 전처리 방법으로 열적 전처리를 사용하여 지질회수율 증대를 확인하였다. 최적의 지질의 용매 회수법을 선정하기 위하여 3가지 용매를 사용하여 실험을 진행하였고, 열적 전처리의 최적 조건을 찾아보고자 125~250℃의 온도를 25℃ 범위로 시행하였다.

Purpose of this study is the design of the optimal membrane plate in filter press which is one of the devices for improving the solid-liquid separation through the mechanical dewatering of sewage sludge. We tried to improve durability of the membrane plate and efficiency of the filtrate drainage through the flow and structural analysis. Characteristics of specific pressure were also evaluated according to the shape of the membrane plate.

This study is to compose the optimized membrane module process system to selectively separate and treat toxic gas emitted from the semiconductor process. To optimize the operation of membrane module process system to treat toxic gas, the inlet toxic gas toward the membrane module shall have equal flux and equal pressure. Therefore, if the inlet flux on the membrane may be equalized only with the adjustment of pipe diameter and arrangement without installation of devices such as flowmeter at the junction between distributing pipe and separation membrane, the pipe composition of membrane module process system may be optimized to reduce the cost as well. Here, the inlet gas pressure toward the membrane module shall be above 3 bar, and thus in this study, the system was established for gas to be compressed with the compressor to stably maintain the pressure at the inlet of membrane module. Accordingly, the flow and pressure of gas within the pipe from the compressor to the membrane module were evaluated through the numerical analysis to optimize the diameter and arrangement of pipe - eventually to be reflected on the on-site design. Based on the result of flow analysis, the 5,000 LPM fluoride gas separation system to be applied to the actual semiconductor process was established, and to confirm the separation and return efficiency of NF3, CF4, and SF6, in this study 1,000 ppm of highly concentrated NF3, CF4, and SF6 were injected into the system to check the rate of separation and return. The system was continuously operated for 300 hours, and in case of SF6 and CF4, on average of 93% or higher return rate and concentration ratio of 1 were maintained, while in case of NF3, on average of 90% or higher return rate and concentration ratio of 1 were maintained. Therefore, it was confirmed that the fluoride gas separation system may be applied as a low-energy consumption high-efficiency system for the electronic industry.

Recently, it is increase in the processing of organic waste using anaerobic digestion. Therefore, the studies on theprocessing method for increasing the anaerobic digestion waste water. Among them, purification treatment and liquidfertilizer have been issues. But, efficiency of the ways is very insufficient. While increasing the anaerobic digestionprocess, increasing study for the treatment of anaerobic digestion waste water. In this study, It was evaluate thecharacteristic of liquid fertilizer of anaerobic digestion waste water as affected by aeration rate and solid-liquid separation.Also, we review liquid fertilizer degree using maturity assessment indicators of liquid fertilizer by national institute ofanimal science. As a result, insertion of air(3.5L/min) sample after solid-liquid separation appeared was the highest. pHand color was difficult to understanding correlation with liquid fertilizer among maturity assessment indicators(seedgermination, ammonia(NH3), hydrogen sulfide(H2S), electrical conductivity(EC), pH, color, etc).

This research was conducted to configure an optimal membrane module system that would selectively separatehazardous gases which are emitted during the processes in the semiconductor industry. In order to identify the most integralcharacteristic results, a numerical analysis formula which incorporates the dimensions of pipe diameter and gas flow ratewas utilized. Based on the results of the numerical analysis formula, a prototype designed with the main pipe being 100Awith gas outlets made with identical diameter thickness to the main pipe, set at equal intervals, was built. When the gasflow rate is set at 100L/min, although the processing outlets 1, 2, and 3 showed 0.03m/sec deviations in the rate ofspeed, when considering the variables of the average flow rate, the same emission rates are noted. However, in the instanceof when the overall prototype pipe dimensions was enlarged to 200A and the gas flow rate was increased to 500L/min,there was better stabilization. Therefore concluding that as the pressure rates flowing in the main pipe increases, morestable characteristics at the gas outlets can be found.

본 연구에서는 반도체 공정에서 배출되는 유해가스를 선택적으로 분리하여 처리하기 위한 최적화된 막 모듈처리시스템을 구성하고자 한다. 이에 유해가스 처리를 위한 막 모듈 처리시스템의 운전 최적화를 위해서는 막 모듈로 유입되는 유해가스의 유량과 압력이 동일해야 한다. 따라서 분배관에서 분리막 모듈이 연결되는 시점에 특별한 유량계 등에 장치들을 설치하지 않고 오직 배관의 관경과 배치만으로 분리막에 유입 유량을 동일하게할 수 있다면 분리막 모듈 처리 시스템의 배관 구성을 최적화함으로 비용 절감 등에 효과를 동시에 가질 수 있다. 이에 본 연구에서는 실제 현장 여건을 고려한 기준 배치와 변수별 연구를 통해 최적화된 상용급 분리막 모듈 시스템을 구성하고자 한다. 따라서 3차원 수치해석적 연구를 통하여 막 모듈 설비의 유입 배관 내에 가스의 유동 특성을 파악하여 배관 직경 및 배치를 최적화하여 현장 설계에 반영하고자 한다. 배관내 유동 해석을 위해 k-ε 난류 모델을 적용하였고, 배관 벽면부에 형성되는 층류저층을 해석하기 위하여 벽함수를 적용하였다. 이때 상용급 분리막 모듈 시스템에서 처리하는 가스 유량은 3,000ℓ/min이다. 기준 조건으로 제안된 상용급 분리막 모듈 시스템의 배관 구성 최적화를 위한 배관 내의 3차원 유동을 해석한 결과, 배관 내 가스 속도 벡타를 보면 관경이 큰 250A 주배관에서는 유속이 약 1.4m/sec에서 x축 방향으로 유체는 진행되면서 유속은 0.4m/sec 까지 점차적으로 감소하지만 분배관에서는 약 3m/sec 정도의 빠른 유속 특성을 보이고 있다. 이처럼 분배관에서 유속은 빠르게 형성되지만 분배관 30기에 전체적인 유속은 유사한 특성을 보이고 있다. 그리고 속도벡타에서 설명한 바와 같이 곡관에서 속도변화가 크게 형성되고 있지만 xy평면에서 주배관 유체 진행방향으로 속도분포를 보면 중심축을 기점으로 좌우 대칭을 이루고 있는 것을 확인할 수 있다. 이는 좌우 축대칭으로 설치된 분배관에 유속이 대칭 방향으로 유속은 고르게 형성될 수 있음 유추할 수 있다. 또한 주배관에서 유효동점도를 보면 강한 난류유동을 나타내는 주배관 상부부에서 높은 유효동점도를 나타내고 있고, 유속이 약해 층류적 흐름이 형성되는 주배관의 끝단부분에서 가장 높은 혼합길이 값을 보이고 있다.

바이오가스플랜트를 통한 유기성폐기물의 에너지화가 증가 추세에 있으나 탈리액 처리 문제로 에너지 확보 및 보급에 저해 인자로 작용하고 있다. 기존의 바이오가스플랜트 탈리액 처리를 위한 기술 중 물리․화학적처리와 생물학적처리의 적용은 방류수 수질기준을 확보하는데 있어 기술적 한계가 있어 안정적인 처리수질을 확보하는데 많은 설비비 및 운전비가 소요되는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 바이오가스플랜트 탈리액의 처리기술 및 통합공정 개발을 위해 전기화학적처리와 MBR을 연계한 처리 연구를 수행하였으며 MBR의 안정적인 운영을 위해 생물분리막 fouling 현상을 규명하였다. 이에 바이오가스플랜트 탈리액의 화학적 응집 후 상등수를 이용하여 MBR로 유입 시 분리막의 차압 및 유량 변화를 모니터링 하였으며 이 때 미생물 농도는 8,000 ~ 11,000 mg/L를 유지하였고 초기 차압 및 유량의 30% 감소 시 물리적 세정 및 화학적 세정 후 재실험을 실시하여 초기 차압 및 유량으로의 회복 정도와 최종 fouling시 분리막 표면 분석을 통해 폐색 원인을 규명하였다.

Diverse studies are being conducted on sewage sludge treatment and recycling methods, but the demand for a lowcost treatment technology is high because the sewage sludge has an 80% or higher water content and a high energy consumption cost. We want to apply the thermal hydrolysis reaction that consumes a small amount of energy. The purpose of this study is to quantify the thermal conductivity of sewage sludge according to reaction temperature for optimal design of thermal hydrolysis reactor. We quantified continuously the thermal conductivity of dewatered sludge according to the reaction temperature. As the reation temperature increased, the dewatered sludge is thermally solubilized under a high temperature and pressure by the thermal hydrolysis reaction. Therefore, the bond water in the sludge cells comes out as free water, which changes the dewatered sludge from a solid phase to slurry of a liquid phase. As a result, the thermal conductivity of the sludge was more than 2.6 times lower than that of the water at 293 K, but at 470 K and above, became 0.708 W/m·K, which is about 4% lower than that of the water.

Slaughter of cattle, pigs, and chickens is continuously increasing. Slaughter of chickens has especially increased by approximately 50% from 2003. The quantity of poultry slaughter waste is currently approximately 120,000 tons/year, and undergoes consigned treatment. Via this process, the waste must be used as a resource and an energy source. For this purpose, the waste volume can be reduced and solid fuel can be obtained from the THR (Thermal Hydrolysis Reaction) that consumes a small amount of energy. In this study, The test was conducted at a reaction temperature of 170-220oC and for 1h at the final temperature. According to the CST (Capillary Suction Time) and TTF (Time to Filter) evaluation, the dehydrating efficiency was good after the temperature reached 190oC, and did not significantly differ at the 190oC and higher reaction temperatures. The heating value of the dehydrated solid product was 7,000-7,700 kcal/kg, and its yield rate decreased from approximately 80% to 60% with the increase in the reaction temperature. The results of the BMP test also showed that the anaerobic digestion efficiency decreased at the reaction temperatures of 200oC and higher. From the overall evaluation of the dehydrating efficiency, solid fuel quality, and anaerobic digestion efficiency during the thermal hydrolysis of poultry slaughter waste, it is concluded that the optimal operating temperature is 190oC.

Diverse studies are being conducted on sewage sludge treatment and recycling methods, but the demand for a lowcost treatment technology is high because the sewage sludge has an 80% or higher water content and a high energy consumption cost. For this purpose, the waste volume can be reduced and solid fuel can be obtained from the Thermal Hydrolysis Reaction (THR) that consumes a small amount of energy. The experiment was conducted at a reaction temperature of 170-220oC and maintain for 1 hour at the final temperature. According to the Capillary Suction Time (CST) and Time to Filter (TTF) evaluation, the dewater ability was good after the temperature reached 200oC and did not significantly differ at the 200oC and higher reaction temperatures. The heating value of the dehydrated solid product was 3,800-4,200 kcal/kg, and its yield rate decreased from approximately 80% to 60% with the increase in the reaction temperature. To evaluate the efficiency of anaerobic digestion, the water quality of the liquid product was analyzed based on the reaction temperature. At the temperatures of 200oC and higher, the concentration of ammonia, which increases the pH and hinders anaerobic digestion rapidly increased. From the overall evaluation of the dehydrating efficiency, solid fuel quality, and anaerobic digestion efficiency during the thermal hydrolysis of sewage sludge, it is concluded that the optimal operating temperature is 200oC.