반도체 산업의 wafer 가공공정에서 발생하는 폐수를 재활용하고자 한외여과 공정을 이용한 막분리 공정의 도입 가능성을 검토하였다. Pilot 규모의 장치에 분획분자량이 각각 10,000, 20.000, 30,000인 한외여과막 모듈을 이용하여 투과유속 및 제거율 등을 측정하였다. 투과수의 성상은 SDI15, 탁도, 전기전도도, 실리콘 농도분석을 통해 공정수로 재이용이 가능함을 확인할 수 있었다. 투과유속 저하를 막기 위한 역세척 방법으로는 압축공기와 물은 sweeping 하는 방법이 가장 효과적이었고, 이때 투과유속의 회복율이 높게 나타났다. 분획분자량 30,000인 한외여과막에서 가장 높은 투과유속을 나타내었다. 또한 폐수의 평균 실리콘 입자 평균 함량은 3.8-5.6mg/ℓ이고, 투과수의 실리콘 입자 함량은 0.2μg/ℓ이하로 나타나 제거율은약 96%이상으로 나타났다.

수은은 장거리 이동특성을 가지고 있어 국제적 공동대응 필요성이 지속적으로 제기되었다. 최근 수은의 관한 미나마타 협약이 채택되었으며, 이에 대한 비준을 추진하고 있다. 수은은 배가스 중에서 가스상, 입자상으로 존재한다. 가스상 수은은 산화수은과 원수수은으로 구분된다. 입자상 수은은 전기집진기, 여과집진기와 같은 먼지 제어장치를 통해 주로 제어된다. 산화수은은 입자상물질에 흡착되어 제어되거나, 습식방지시설에 의해 제어된다. 원소수은은 공정변수들에 의해 산화 및 흡착되어 제어된다. 이와 같이 기존 대기오염 방지시설은 수은의 동시제어(co-benefit)효과를 가지고 있다. 본 연구에서는 미세먼지를 제어하기 위해 개발된 HI-filter에서의 수은 화학종의 거동과 흡착제분사에 따른 영향을 확인하고자 하였다. 석탄 화력발전시설에 설치된 Pilot-scale HI-filter는 배가스 중 미세먼지를 99%이상 제어하였으며, 수은의 제어효율은 66.22%로 나타났다. HI-filter는 산화수은을 입자상물질로 전환시키는 비율을 증가시켰다. 이로 인해, HI-filter후단에서의 수은은 대부분 원소수은으로 존재하였다. 이후 원소수은을 제어하기 위해 HI-filter 전단에서 활성탄과 비산재를 분사하여 수은의 화학종과 수은제어효율을 비교하였다. 활성탄분사 시 원소수은은 활성탄에 흡착되었으며, 입자상수은이 80%이상으로 증가하였다. 이로 인해, 수은의 제어효율은 최대 92%까지 증가하였다. 비산재분사 시 원소수은의 산화반응은 촉진되었으며, 산화수은은 35%까지 증가하였다. 그러나 수은의 제어효율은 61%로 감소하였다. 하지만 HI-filter후단이 습식방지시설에 의해 산화수은은 제어될 수 있으며, 석탄 화력발전시설 전체의 수은제어효율은 크게 상승할 것으로 판단된다.

다량으로 발생하는 하/폐수 슬러지를 처리하는 방법중 하나는 건조하여 고형연료로 활용하는 것이다. 본 연구에서는 파일럿 규모의 설비를 설계, 제작하여 하/폐수슬러지 탈수 및 건조특성을 연구하였다. 전처리 과정으로 슬러지 함수율을 낮추고 악취를 감소하기 위하여 염화제2철을 투입하여 탈수하였다. 건조공정은 연소실과 건조실이 통합된 최대 처리규모 40[kg/hr]인 일체형 건조기와 건조기에서 배출되는 고온, 고습의 배가스를 외부공기와 열교환하는 열교환기, 열교환기에서 가열된 외부공기를 열원으로 하는 밴드통기형건조기로 구성하였다. 슬러지는 탈수과정에서 함수율이 저감되므로 pin mill을 사용하여 분말화하여 밴드통기형건조기에 투입하였다. 밴드통기형건조기는 4단으로 구성되며 상부로부터 분말 슬러지가 공급되고 열풍은 하부로 공급되는 향류접촉방식이다. 1차 건조된 슬러지는 일체형건조기에 공급된다. 건조기 상부에 가스버너가 설치되어 발생한 열풍은 축열재를 거쳐 하부에 위치한 건조실을 지나 열교환기를 통과한 후 외부로 배출된다. 건조실내에는 4단의 paddle형 건조기가 설치되어 있으며 슬러지는 상부로부터 공급되어 차례대로 건조기를 통과한 후 로타리밸브를 거쳐 외부로 배출되고 건조용공기는 외부공기가 건조실내 pipe를 통과하면서 가열되어 각 건조기에 공급된다. 운전 데이타는 건조기가 열적평형에 도달한 기간중 취득하였다. 함수율 71.5%의 탈수슬러지를 31[kg/hr] x 8.5[hr] 공급시 배출된 건조슬러지는 72.96[kg]이었으며 이때 투입한 에너지는 203,320[Kcal]이었다. 순에너지소비율은 1,104[Kcal/kg-H2O]이었으며 함수율은 5.9%이었다. 함수율이 60.62%인 탈수슬러지를 36[kg/hr] x 4[hr]공급시 배출된 건조슬러지는 48.78[kg]이었으며 이때 투입한 에너지는 86,144[Kcal]이었다. 순에너지소비율은 1,009[Kcal/kg-H2O]이었으며 함수율은 3.96%이었다.

Omija-cheong, concentrated extracts from sugar-treated Omija fruit (Schisandra chinensis Baillon), is produced by traditional manner in Korea. The quality characteristics of Omija-cheong processed at low temperature with a pilot-scale were investigated to optimize the incubation time. With increasing incubation time in processing Omija-cheong, the pH level of Omija-cheong remained constant, while titratable acidity and organic acids increased. Fresh Omija fruits contained citric, malic and succinic acids, most of which were extracted into concentrated extracts after 37 days of incubation and reached to the stable concentration after 47 days of incubation. Titratable acidity in Omija-cheong gradually increased from 1.18% to 2.71%, and also was correlated with total concentration of organic acids. About 80% of supplemented sucrose for manufacturing Omija-cheong was converted into glucose and fructose until 68 days of incubation, and the composition of free sugars was maintained to be stable up to 138 days of incubation. The contents of total flavonoids and phenolic compounds in Omija-cheong were 24.1 mg-GAE/L and 1,635 mg-QE/L at 57 days of incubation, which were more than 9 and 5 times higher than those in Omija fruits, respectively. From the quality characteristics in processing Omija-cheong by low-temperature incubation, more than 60 days of incubation is required for the constant quality and value-added beverage.

연안오염퇴적물에 함유된 유기물질과 PAHs의 현장정화를 위한 생물활성촉진제의 효능을 파일럿 규모의 현장실험을 통하여 1년간 평가하였다. 실험 해역의 수온은 계절적인 요인으로 인해 16.5°C에서 21°C까지 변화가 있었으나, 파일럿 반응조의 오염퇴적물의 pH는 8.4-8.5로 서 비교적 일정하였다. 파일럿 실험종료 후 바탕시험구와 초산, 황산이온, 질산이온을 함유한 생물활성촉진제를 주입한 오염퇴적물의 화학적 산소요구량은 각각 39% 및 79%까지 감소하였으며, 휘발성고형물은 초기 약 15 g/kg에서 7 g/kg 및 2.5 g/kg까지 각각 감소하였다. PAHs는 2- ,3- ,4- ,5-ring 과 6-ring 16PAHs를 평가하였으며, 생물활성촉진제를 주입한 오염퇴적물에서 2-ring 화합물인 나프탈렌은 실험시작 2개월 후 100%(바탕시험구의 감소율 55.6%)까지 감소되어 가장 빨랐고, 12개월 후 3-ring 및 4-ring PAHs의 감소율은 모두 100%(바탕시험구의 감 소율 46%-100%)에 달하였다. 5-ring과 6-ring PAHs의 12개월 후의 감소율은 바탕시험구와 생물활성촉진제를 투여한 오염퇴적물에서 각각 26%-87% 및 77%-100%로 평가되었다. 연안오염퇴적물에 투입한 생물활성촉진제는 유기물질 및 난분해물질인 PAHs의 제거속도를 향상시킬 수 있는 것으로 평가되었다.

신재생에너지원 중 가장 큰 비율을 차지하고 있는 폐기물은 소각, 매립 등으로 폐기되고 있다. 그러나 생활폐기물 에너지화에 대한 연구가 지속적으로 진행됨에 따라, 현재 생활폐기물 처리시설에서는 SRF생산 공정을 도입하고 있는 추세이다. SRF는 평균 3,500 kg/kcal의 발열량을 나타내며, 대체연료로써 주목을 받고 있다. 그러나 SRF는 성형을 위한 추가적인 비용이 필요하기 때문에, 비성형 폐기물의 에너지화 기술에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 폐기물 에너지화 기술 중 가스화는 고형시료를 합성가스로 전환하는 기술로 저급연로를 고 효율화를 기대할 수 있다. 본 연구는 8ton/day 용량 pilot-scale 비성형 고형연료 가스화 공정에서 수행되었으며, 대기오염 방지시설은 사이클론, 열교환기, 탈염/탈질/탈황 장비, 습식 전기집진기, 수분제거장치로 구성되어 있다. 위의 공정에서 최근 문제가 되고 있는 미세먼지를 다단입경분석기를 이용하여 채취하였다. 채취된 시료는 건조 및 무게측정을 통해 대기오염 방지시설 구간별 미세먼지 분포를 살펴보았고, 각 대기오염 방지시설별 제어효율을 도출하였다. 추가적으로 채취된 입도별 미세먼지 시료는 ICP-MS분석을 통해 K, Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, As, Cd, Pb에 대한 거동을 살펴보았다.

신재생에너지의 적극적 활용은 전세계적인 추세이며, 국내에서도 가연성 폐자원의 효율적인 친환경적 처리, 에너지 회수를 위한 다양한 정책과 법규가 만들어져 진행되고 있다. 가연성 폐기물로부터 에너지를 회수하는 전통적인 방법인 소각과 비교하여 가스화 기술은 생산된 합성가스를 다양한 방법으로 활용할 수 있으며, 100톤미만의 폐기물 처리시 소각보다 월등히 높은 효율을 보이고 있다. 따라서 사용연한이 도래하는 국내 중소규모 소각시설의 대체 및 플랜트의 해외 수출 등을 위해 폐기물 고형연료의 가스화 기술의 개발이 진행중이다. 본 연구에서는 이러한 폐기물 고형연료 가스화 플랜트 기술의 개발을 위해 생활폐기물을 대상으로 비성형 고형연료를 제조하고, 제조된 고형연료를 공기사용 고정층 가스화를 통해 합성가스를 생산하여 이를 직접 가스엔진 발전기에 도입함으로써 일정량의 전력을 생산하는 경우 가스엔진 발전기의 운전 특성에 대해 연구하였다. 가스엔진 발전기의 운전에서 중요한 운전인자는 무엇인지 확인하고, 이를 통해 안정적인 가스화 엔진발전을 위한 개선사항에 대해 알아보고자 하였다.

폐기물로부터 에너지를 회수하고자 하는 노력은 전세계적인 추세이며, 국내에서도 가연성 폐자원의 효율적인 친환경적 처리, 에너지 회수를 위한 다양한 정책과 법규가 만들어져 진행되고 있다. 가연성 폐기물로부터 에너지를 회수하는 전통적인 방법인 소각과 비교하여 가스화 기술은 생산된 합성가스를 다양한 방법으로 활용할 수 있으며, 100톤 미만의 폐기물 처리시 소각보다 월등히 높은 효율을 보이고 있다. 따라서 사용연한이 다 되어가는 국내 중소규모 소각시설의 대체 및 플랜트의 해외 수출 등을 위해 폐기물 고형연료의 가스화 기술의 개발이 진행중이다. 본 연구에서는 이러한 폐기물 고형연료 가스화 플랜트 기술의 개발을 위해 국내 한 지자체의 생활폐기물을 대상으로 비성형 고형연료를 제조하고, 제조된 고형연료를 공기사용 고정층 가스화를 통해 합성가스를 생산하여 이를 직접 가스엔진 발전기에 도입함으로써 일정량의 전력을 생산할 수 있는 반응 특성에 대해 연구하였다. 실험 설비와는 다르게 파일럿 플랜트 이상의 실증시설은 강제로 온도를 유지할 수 없으므로, 공급하는 산화제에 의해 로내 온도가 변화되며, 최적 가스화 효율을 얻기위해 다양한 운전인자의 변화에 따른 가스화 특성에 대해 평가하였다.

This paper was conducted experimental work to energy recovery and syngas production using a pilot scale fixed bed gasification process of solid waste. The temperature of gasifier bottom section was the highest at about 522 ~ 808oC. The syngas composition was contained CO 10.0 ~ 11.4%, H2 8.4 ~ 11.3%, CH4 3.7 ~ 3.9%, CnHm 3.3 ~ 4.3% with lower heating value 1,500 kcal/Nm3. About 68.8% of the waste and the air energy is converted to syngas. Approximately 8.4% is lost in heat of heat exchanger and cleaning process and about 0.8% of the heat energy is recycled into the gasifier in the form of preheated air. The electric power output rate was found to range 10.5 to 12.5 kW.

This research performed the effects of the air ratio to produce the syngas from the fixed-bed gasifier for municipalsolid waste. At the inside of reactor, temperature depends on amount of the oxidant to classify four distinct process,combustion, reduction (gasification), pyrolysis and dry zone. As decreasing the air flow rate, the particulate matters hada tendency to decrease, proportionally. In this system, the producer gas needs the clean-up process over 98% efficiencyfor connecting the internal combustion engine to generate electric power. At the test 1 and 2, while the air ratio decreased,the LHV of syngas and CGE were increased. however, at the test 3, because the oxidizer had injected more less thandemanded, these showed a decreasing tendency.

Analyzing results of exhaust gas of solid fuel burning are investigated with measuring position in a pilot scale MILD(Moderate and Intense Low oxygen Dilution) combustor using high temperature exhaust gas recirculation. Flue gas hasbeen measured at exit of combustion chamber and stack, especially. Oxygen concentration measured at stack is higherand carbon dioxide concentration is lower than that measured at exit of combustion chamber, because air flows into theflue gas from the post-treatment facilities, such as gas cooler and bag filter, due to negative pressure caused by inducedblower. Low carbon dioxide concentration can cause an error which estimates higher air ratio than actual air flow rateneeded for complete combustion. Average calculated concentration of measured nitric oxide and carbon monoxide forreference concentration of 6% oxygen have no notable difference with measuring position. But, time resolution of thedata measured at exit of combustion chamber is better than that measured at stack. It is confirmed that MILD combustionof solid fuel of pulverized coal using high temperature exhaust gas recirculation can reduce dramatically nitric oxideemission.

전국적으로 구제역 및 AI의 일시적, 대량발생으로 인해 한정된 인원이 여러 개의 매몰지를 설치함에 따라 규정에 맞지 않게 설치, 살아있는 가축을 매몰하거나, 한계이상의 가축사체가 매몰되는 등 급조된 매몰지가 일부 설치되었다. 이에 지하수, 토양, 주변 하천의 오염, 매몰지 붕괴, 악취발생 등 2차 환경오염이 우려되고 있어 가축사체의 유기물 분해 특성, 침출수 처리, 지하수 토양의 환경영향, 악취물질, 병원성 미생물 거동특성 등 신뢰성 있는 자료 확보가 요구되고 있다. 본 연구에서는 축종별, 토성별 파일럿 매몰지 5기를 설치하여 매몰사체에서 발생한 침출수의 배출특성을 알아보았다. 연구를 통해 가축 매몰지 침출수 발생량, 침출수 농도 등에 대한 기초 데이터 확보 및 침출수에 대한 환경 영향을 사전에 예측하는데 활용될 수 있다. 침출수는 매몰지 1번을 제외하고 2 ~ 5번의 경우 매몰지 바닥에 침출수 유공관을 설치하였고, 총 4곳에 설치된 침출수 배출관을 통해 침출수를 샘플링 하였다. 산업내시경을 사용하여 침출수 배출관을 통해 침출수의 발생여부를 관찰하였고, 발생된 침출수는 연동 펌프(Peristaltic pump)를 사용하여 침출수 배출관에서 샘플링 하였다. 매몰지 설치 후 지속적으로 침출수 발생여부를 확인하고 있으며 51주까지 샘플링한 시료의 수는 총 48건으로 14회에 걸쳐 샘플링 하였다. 가축사체 분해의 주요 환경인자인 온도를 2012년 2월부터 1년간 5분 간격으로 모니터링한 결과 5기의 매몰지에서 분해 초기(2월) 사체층 평균온도 9.5 ~ 16.6℃가 복토층 평균온도 8.8 ~ 13.6℃ 보다 높게 나타났다. 점차 시간이 지나 8월에 이르러 사체층의 평균온도는 30.0 ~ 32.4℃, 복토층의 평균온도는 30.4 ~ 35.5℃로 나타났으며 1년이 지난 2013년 2월의 매몰지 평균온도는 사체층이 12.3 ~ 17.1℃, 복토층이 12.0 ~ 21.0℃로 전년도 2월과 비교하여 상대적으로 높은 평균온도를 보였다. 파일럿 매몰지의 온도는 겨울과 여름의 온도변화와 유사한 경향을 보이고 있어 외부 온도 변화에 영향을 받고 있는 것으로 판단된다. 침출수의 지방산분석 결과 시간에 따라 불포화탄화수소(C16:1, C18:1, C18:2, C20:4)의 구성 비율은 줄어들고, 포화탄화수소(C16:0, C18:0, C20:0)의 구성 비율은 증가하였으며 이는 시간이 지남에 따라 지방산은 포화탄화수소 중심(90% 이상)으로 구성되어 지방산을 분석함으로써 매립 시간 경과여부의 정보를 제공할 수 있는 것으로 나타났다.

폐기물의 열적 처리기술에는 소각, 가스화(용융), 열분해가 있으며 가스화(용융) 기술은 반응기의 종류 및 특징에 따라 고정층, 유동층, 분류층 반응기로 구분된다. 본 연구의 Pilot 설비는 공기를 산화제로 이용하여 합성가스를 생산하는 고정층 반응기이며 다른 형태의 반응기에 비해 공정이 단순하여 운전에 용이하고 초기투자비용이 경제적이라는 장점이 있다. 또한 폐기물 특성상 일정하지 않은 물리 화학적 특성에도 적용이 가능하며 가스엔진과 연계한 중소규모 설비로써 국내 소각처리기술을 대체할 수 있다. 이러한 설비의 상용화를 위해서는 다양한 조건에서의 실험과 실측도 중요하지만 공정모사와 같은 모델링을 통해 이론적인 연구 결과의 검토는 제한적인 재원과 시간의 여건에서 효율적인 연구의 수행을 가능하도록 할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 취지에 의해 세 종류의 각기 다른 생활폐기물을 이용한 가스화 공정에서 생산되는 합성가스의 조성을 실측하고 이에 대한 유사조건에서의 공정모사를 동시에 수행하여 상호 보완하는 방법을 검토하였다. 실험에 사용된 폐기물은 폐기물 전처리 설비를 거치면서 투입에 적절하도록 분쇄되었으며 폐기물의 물리 화학적 특성을 알아보기 위해 삼성분 분석, 원소분석, 발열량 분석을 수행하였다. 실험에 사용된 시료의 습윤 저위발열량은 3,935 kcal/kg, 3,978 kcal/kg, 3,114 kcal/kg으로 분석되었으며 실측된 합성가스의 발열량은 1,490 kcal/Nm³, 1,205 kcal/Nm³, 1,133 kcal/Nm³, 이론적 합성가스의 발열량은 1,521 kcal/Nm³, 1,178 kcal/Nm³, 1,080 kcal/Nm³로 분석되었다.

MILD (Moderate and Intense Low oxygen Dilution) combustion using high temperature exhaust gas recirculation is applied to solid fuels of dried sewage sludge and pulverized coal combustion to investigate the effect of reduction of NOx emission in a pilot scale combustor. High temperature exhaust gas recirculation is accomplished by entraining high temperature exhaust gas to air jets at just exit of the combustion chamber without a heat exchanger. High temperature exhaust gas recirculation makes the solid fuel flame stable and extremely uniform color and uniform temperature distribution. NOx concentration at the combustor exit was 62% and 40% less in the high temperature exhaust recirculation MILD combustion compared with the conventional combustion using air jet only for sewage sludge and pulverized coal respectively.

Unlike many laboratory-scale studies on absorption of organic compounds (VOCs), limited pilot-scale studies have been reported. Accordingly, the present study was carried out to examine operation parameters for the effective control of a hydrophilic VOC (methyl ethyl ketone, MEK) by applying a circular pilot-scale packed-absorption system (inside diameter 37 cm × height 167 cm). The absorption efficiencies of MEK were investigated for three major operation parameters: input concentration, water flow rate, and ratio of gas flow-rate to washing water amount (water-to-gas ratio). The experimental set-up comprised of the flow control system, generation system, recirculation system, packed-absorption system, and outlet system. For three MEK input concentrations (300, 350, and 750 ppm), absorption efficiencies approached near 95% and then, decreased gradually as the operation time increased, thereby suggesting a non-steady state condition. Under these conditions, higher absorption efficiencies were shown for lower input concentration conditions, which were consistent with those of laboratory-scale studies. However, a steady state condition occurred for two input concentration conditions (100 and 200 ppm), and the difference in absorption efficiencies between these two conditions were insignificant. As supported by an established gas-liquid absorption theory, a higher water flow rate exhibited a greater absorption efficiency. Moreover, as same with the laboratory-scale studies, the absorption efficiencies increased as water-to-gas ratios increased. Meanwhile, regardless of water flow rates or water-to-gas ratios, as the operation time of the absorption became longer, the pH of water increased, but the elevation extent was not substantial (maximum pH difference, 1.1).

This research aims to investigate the behavior of organic matter that causes bacterial re-growth and the formation of disinfectant by-products such as THM in water treatment, and to optimize conditions for a more efficient and conventional water facility. THM removed 51 % and 12 % through coagulation/sedimentation and filtration using a selected conventional system. In this experiment, the removal ratio of DOC was highest at 68 % when the Gt value was 42,000 and lowest at 41 % when the Gt value was 30,000. 77-84 % of total DOC was removed during coagulation/sedimentation, and 15-23 % was removed during filtration. When Gt values were between 30,000 and 66,000, over 50 % of high molecular matter above 10 K during coagulation/sedimentation was removed. Turbidity removed 98 % when the Gt value was 66,000. As the Gt value increased, the turbidity removal ratio increased. Turbidity removed over 20 % during the filtration process.