The main objective of this research is to study feasibility for applying metal membrane to remove particles from air scouring membrane backwash water. Also, the research was conducted to investigate the influence of polyamine coagulation on floc growth in membrane backwash water as pretreatment for removal particles. From the results of experiments for evaluating the influence of polyamine coagulation on floc growth, it was investigated that particles in the rage of 2~50 μm grew up to 30~5,000 μm. In addition, all six metal membranes showed lower removal efficiency, which was 0.87~13.89%, in the case of no polyamine coagulant. On the other hand, in the case of injecting polyamine coagulant, those did extremely high efficiency in 56~92%. From the SEM(Scanning Electron Microscope) images of filtered wiremesh and metal foam membrane, sieve effects were predominant for liquid solid separation in wiremesh and adsorption and diffusion capture effects were predominant in metal foam membrane.

유기성 폐기물 중 하나인 하수슬러지는 하수처리시설 중 1차 침전지와 생물학적 처리 단계에서 대량 발생한다. 이러한 하수슬러지는 재활용, 소각, 매립, 그리고 해양투기 방식으로 처리되어 왔으며, 국내에서는 발생량의 절반이상이 해양투기에 의해 처리되어왔다. 하지만 2012년 런던협약에 의해 해양투기가 금지됨에 따라 하수슬러지 처리에 관한 문제가 급부상 하였고, 최근에는 고형연료로의 재활용에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 하지만 고형연료의 요구함수율을 충족시키기 위하여 탈수슬러지의 추가적인 건조과정이 필요하다. 하지만 높은 수분을 함유하고 있어 건조과정이 길어지고 고형연료로써 가치가 떨어져 경제적으로 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 하수슬러지의 건조방법 중 하나인 Bio-drying공법을 사용하였으며, 무분별하게 폐기되는 한약재 부산물을 혼합하여 적용하였다. Bio-drying은 생분해성 폐기물이 퇴비의 초기 단계를 통해 빠르게 가열되어 폐기물 흐름에서 수분을 제거하여 전체 중량을 감소시키는 과정이다. Bio-drying 공정에서 강제통풍뿐만 아니라 생물학적 열에 의해 건조 속도가 증가한다. 유기물의 호기성 분해를 통해 자연적으로 이용 가능한 생물학적 열의 주요 부분은 혼합 된 슬러지와 관련된 표면 및 결합수를 증발 시키는데 이용된다. 이 열 발생은 보충화석 연료가 필요 없고 최소한의 전력 소비로 Biomass의 수분 함량을 감소시킨다. 이에 본 연구에서는 Bio-drying을 통하여 하수슬러지와 한약재 부산물을 비율에 따라 혼합하여 Bio-drying의 20일 동안의 건조효율을 살펴보았다. 또한, 혼합물의 특성분석을 통하여 고형연료로써의 이용가능성을 평가해보았다.

고도산화공정(Advanced Oxidation Process, AOP) 중 하나인 펜톤 산화법은 과산화수소(H2O2)와 2가철 이온(Fe2+)이 반응하여 OH 라디칼을 생성함으로써 OH 라디칼의 강한 산화력으로 유기물을 분해하는 방법이다. 펜톤 산화는 다양한 유기물과의 높은 반응성을 지닌다는 점과 생물학적으로 분해가 어려운 물질을 산화･분해시켜 생물학적 처리가 가능하도록 한다는 등의 장점을 지니고 있다. 그러나 펜톤 산화는 유기물과의 반응 후 펜톤 슬러지를 부산물로 다량 생성하기 때문에 발생된 슬러지를 처리하는 공정이 추가적으로 요구된다. 또한, 펜톤 슬러지는 원수에 따라 다량의 난분해성 물질과 철염 등을 함유하고 있기 때문에 처리하는 방법이 까다롭다. 펜톤 슬러지는 주로 매립으로 처리하였으나 매립지 크기의 한계 및 수명 단축, 비싼 처리비용 등의 문제가 뒤따르기 때문에 이에 대한 대책이 필요한 실정이다. 이러한 펜톤 슬러지를 처리하고자 다양한 연구가 진행되고 있다. 그 중 펜톤 슬러지를 촉매, 응집제 등으로 재이용하는 연구가 각광받고 있다. 한 연구는 펜톤 슬러지를 산에 용해하여 그대로 펜톤 산화 공정에 사용하는 방법과 산에 용해하여 환원을 거친 후 펜톤 산화 공정에 사용하는 방법을 비교하였다. 재생 횟수를 고려했을 때 환원을 거친 펜톤 슬러지가 효율적인 촉매 역할을 한다고 나타났다. 또한, 대부분의 펜톤 슬러지 환원은 철편을 사용한 것으로 나타났다. 그러나 철편을 사용할 경우, 기존 펜톤 슬러지가 가지고 있는 총 철의 농도에 영향을 미칠 뿐만 아니라 회수하는 것 또한 어려움이 있다. 본 연구는 환원제를 사용하여 펜톤 슬러지 내 철 이온을 전환함으로서 펜톤 산화용 철 촉매로 재이용하고자 하는 기초연구이다. 본 연구에서는 다양한 황 계통의 환원제를 사용하여 펜톤 슬러지 내 철 이온 형태를 Fe3+에서 Fe2+로 전환하고 각각의 환원제 별로 철 이온 전환 정도를 비교하여 최적의 환원제를 찾고자 하였다. 본 연구에서 사용한 환원제는 Sodium sulfite (Na2SO3), Potassium sulfite (K2SO3), Sodium bisulfite (NaHSO3)로 총 3가지이다. 본 연구는 ‘D’ 산업용수센터에서 발생하는 RO 농축폐수를 펜톤 산화로 처리한 후 부산물로 생성되는 펜톤 슬러지를 대상으로 실시하였다. 펜톤 슬러지는 황산을 사용하여 용해액 상태로 전환하여 실험에 사용하였다. 슬러지 용해액 1 L를 기준으로 각각의 환원제를 0.5 g씩 투입 후, 2 시간까지의 철 이온 농도 변화를 살펴보았다.