The objective of this study was to find optimum pretreatment conditions of ozone and microwave for solubilizationof thickened waste activated sludge (TWAS). Response surface analysis was applied to determine the combination of ozoneconcentration (0.03 to 0.1g O3/g total solid (TS)) and microwave temperature (100~170oC). The temperature significantlyaffected the solubilization degree of sludge (p<0.01). Within the design boundaries, the conditions predicted to maximizethe solubilization degree of 41.6% were determined to be 0.065g O3/g TS and 170oC. On the other hand, the solubilizationdegree with the ozone pretreatment alone was 2.7 to 12.2% at 0.03~0.1g O3/g TS. The results show that the combinationof ozone and microwave pretreatments is effective in solubilization of TWAS.

Fossil fuel combustion generates large amount of green house gas and it was considered major emission source causingglobal warming. For reducing green house gas, renewable energy resources have been emerged as an alternative energy.Among those resources, waste has been considered major resource as one of renewable energy, but it has been not utilizedsufficiently. In Korea, there are lots of efforts to utilize sewage sludge as one of renewable energy resources due to wasteto energy project of government. In this paper, sewage sludge was utilized as main fuel in order to recover heat energysource using oxy-fuel combustion in 30KWth circulating fluidized bed (CFB) pilot plant. Firstly, basic characteristics ofsewage sludge were analyzed and fuel feed rate was calculated by stoichiometry oxygen demand. For producing 30kwthermal energy in pilot plant, the feeding rate of sewage sludge was calculated as 13kg/hr. In oxy-fuel combustion, oxygeninjection rate was ranged from 21% to 40%. Fluidized material was more suitably circulated in which the rate of U/Umfwas calculated as 8 at 800oC. Secondly, Temperature and pressure gradients in circulation fluidized bed were comparedin case of oxy and air combustion. Temperature gradients was more uniformly depicted in case of 25% oxygen injectionwhen the value of excess oxygen was injected as 1.37. Combustion efficiency was greatest at the condition of 25% oxygeninjection rate. Also, the flue gas temperature was the highest at the condition of 25% oxygen injection rate. Lastly,combustion efficiency was presented in case of oxy and air combustion. Combustion efficiency was increased to 99.39%in case of 25% oxygen injection rate. In flue-gas composition from oxy-fuel combustion, nitrogen oxide was ranged from47ppm to 73ppm, and sulfur dioxide was ranged from 460ppm to 645ppm.

The amount of sewage treatment has been increasing year by year as the small and medium sized cities grow in Korea. Besides, the treatment of sludge has been more significant owing to the total ban on disposal of organic sludge in a landfill since April 2004 and ocean dumping of organic waste since December 2013. In this research, we studied the drying characteristics of sewage sludge by indirect heating device using thermal oil. The indirect heating device operated in a batch for 16 hours according to the variation of drying temperature between 100 and 200oC and the initial input weight of each type of sewage sludge was equally 60 kg. As a result, the moisture content in raw, excess and mixed sludge became lower than 10% under 14 hours at 160oC. The average water loss rate of raw, excess and mixed sludge is 0.436 g-wet/ min, 0.362 g-wet/min and 0.367 g-wet/min respectively at this stage. Therefore, the raw sludge can be dried well, using indirect heating device in sewage treatment plant. Also, it is better to dry raw sludge or excess sludge alone than mixed sludge because each type of sludge does not make synergistic effect but counter effect when they are together.

The aim of this paper is to compare the characteristics of the T-P removal from synthesized municipal wastewater by electro-coagulation using cylindrical Al and Fe electrode as anode. For this purpose, a concentric circle type electrolysis reactor was used and the operating conditions for T-P removal from synthesized wastewater are as follows; potential 10 V, electrolyte 0.03% NaCl, initial T-P concentration 1.0 ~ 6.0 mg/L and flow rate 1.0 ~ 5.0 L/min. From the experimental results, T-P concentration of treated wastewater was decreased to less than 0.2 mg/L enough to discharge standard and Al electrode showed performance than Fe electrode for T-P removal by electro-coagulation. Optimal conditions for T-P removal to less than 0.15 mg/L which is 75% of discharge standard for large scale municipal wastewater plant (capacity higher than 500 m3/day) were obtained as follows; flow rate 2.503 L/min, and 2.337 L/min, HRT 1.059 min, 1.134 min, for Al and Fe electrode, respectively. Consumed mass of Al and Fe were of 3.76 times and 8.90 times respectively, were obtained to removed T-P at optimal conditions with potential 10 V, and 0.03% NaCl as electrolyte.

Incinerated sewage sludge ash (ISSA) is regarded as a valuable resource having great potential for the recycling ofphosphorus. The P content of ISSA is known as around 10% as a P. Therefore, this study was undertaken to investigatethe precipitation and separation characteristics of phosphorus from the acid-extracted solution of ISSA. The incineratedsewage sludge ash was leached by 1N sulfuric acid with solid/liquid ratio of 10 for 30min. The extracted solutioncontained about 1.1% of P and other metals, Al, Fe, Ca and Mg, with over than 1,000mg/L. Some heavy metals suchas Cu, Pb and Cr are presented as impurities as well. Most of Al and Fe in the extracted solution were precipitated withP when titrating it to pH 3.6. The precipitated form were assumed to AlPO4, FePO4·2H2O respectively, and Pb and Crwere precipitated in this stage as well. At this experiment, about 62.9% of the initial P was precipitated and removedfrom the solution. It was also find that all of the P extracted can not be recovered as a precipitate with a simple additionof NaOH, even though titrated to pH 11.6. The precipitated P also contained some impurities such as Al, Fe, and someheavy metals, which means that further researches are needed for the efficient separation and recovery of P from ISSA.

In this study, the effect of hydrogen peroxide (H2O2) pre-treatment for sewage sludge prior to anaerobic digestion wasassessed using a batch test with an objective to decrease nitrogen, dissolved sulfide and siloxane in sewage sludge. Atotal of 6 sets of experiments (Blank, 20, 40, 60, 80 and 100g H2O2/kg wet sludge) were carried out, each with duplicates.To assess the effect of different dosages of H2O2 on anaerobic digestion, the treated sewage sludge was used for biochemical methane potential (BMP) test and SCODcr concentration. Due to the H2O2 pre-treatment, solubilization of SCODcr in pretreated sludge increased by 89% compared to raw sewage sludge, whereas T-N and NH3-N concentrationdecreased. Cumulative methane yields were increased for all pretreated samples due to increased sludge solubilizationthrough H2O2 pre-treatment. In addition, dissolved siloxane concnetrations were decreased for all pretreated samples. Thus,a reduction in dissolved siloxane concenrtation can decrease the siloxane generation potential of sludge during anaerobicdigestion. However, dissolved sulfide concentration remained same. Although H2O2 dosage did not show any furtherimpact on dissolved sulfide, they have significantly decreased T-N, NH3-N and dissolve siloxane concentrations beforeanaerobic digestion.

Ocean dumping of sewage sludge has been prohibited since 2012. Therefore, various methods to recycle sewage sludgeare studied And the adsorption is used to remove mercury released to the atmosphere. Chlorine and Iodine impregnatedadsorbent is used to remove mercury in the flue gas. In our study, we studied the method to recycle sewage sludge andbrewers grain as an adsorbent to remove mercury. Thermal treating time and temperature, and mixing ratio of sewage sludgeand brewers grain are discussed for the preparation of adsorbent. According to the results, the optimal condition oftemperature, time and mixing ratio was 400oC, 45min and 7:3 of sewage sludge/brewers grain, respectively. Theimpregnation of I is needed to keep the concentration of KI above 7%. I and Cl are dispersed uniformly in prepared adsorbent.

하수종말처리장에서 발생하는 슬러지 발생량은 매년 증가하는 추세이다. 이 슬러지는 지금까지 해양투기와 매립에 의존해왔지만, 런던협약으로 인해 2012년부터 해양투기가 금지되었으며, 매립지 확보문제, 주민의 민원 등이 문제가 되고 있다. 그리하여 소각을 통해 슬러지를 처리하고 있는 것이 현실이다. 소각이 이루어지면서 많은 온실가스가 발생된다. 그중 소각으로 인해 발생하는 많은 물질 중 아산화질소(N₂O)는 대표적인 온실가스 중 하나이다. N₂O가 지구 온난화에 미치는 영향은 CO₂가 미치는 영향의 약 10 % 정도지만 대기 중에서 매우 안정하기 때문에 150년 동안 체류하며, 지구온난화지수(GWP: Global Warming Potential)를 보았을 때는 CO₂에 비해 310배나 높다. 하수슬러지는 화석연료에 비해 높은 함량의 질소성분을 함유하고 있어서 소각 시 고농도의 질산화물의 발생이 예측되고 슬러지의 무기물 중에 여러 가지의 중금속이 함유되어 있어 무해화 소각시스템 개발이 요구되고 있다. 이에 선진국에서는 감량화, 무해화, 자원화를 동시에 하고자하는 소각처리방법을 채택하고 있다. 유동층 소각과 같이 고정 연소장치에서 N₂O의 발생을 억제하는 방법으로는 연소온도의 상승, 산소농도의 저하, 접촉입자와의 혼합 촉진, 고압화(가압유동층 연소) 등이 있다. 이러한 방법의 문제로는 연소효율이 탈황율의 저하를 일으키는 경우가 발생하며, 유동층연소에서 N₂O 생성을 감소시키면 NOx의 생성이 증가하는 경우가 대부분이므로, 확실한 N₂O 억제로 보기 어려운 것이 현실이다. 본 연구에서는 하수슬러지를 소각시 유동매체를 사용하여 발생하는 온실가스인 N₂O의 발생은 억제하고자 실험을 수행하였다. 이때 유동매체의 변화로 인한 N₂O의 발생량을 알아 보았으며, 과잉공기비, 유동매체의 양, 등을 변화를 시키며 N₂O발생량의 변화를 지켜보았다. 그리하여 유동매체의 사용으로 효과적인 N₂O저감을 시킬 수 있을 것이며, 최적은 운전조건을 규명하고자 하였다.

2011년말 기준으로 공공하수처리시설은 505개소로 2001년 184개소, 2010년 470개소 등 지속적으로 증가하고 있으며, 이에 따라 하수처리시설에서 발생하는 슬러지량도 증가하고 있다. 슬러지를 처리하는 방안으로 고화, 매립, 해양배출, 혐기성 소화 등의 방법이 있으나, 고화 및 매립은 2차 환경오염에 대한 우려가 있고 해양배출은 2012년부터 전면 금지되었다. 이에 환경부에서는 공공하수처리시설에 설치된 혐기성 소화조의 효율 개선사업을 통해 소화효율을 향상시켜 메탄의 생산량 증대와 슬러지 감량화를 도모하고 있다. 슬러지의 감량화 및 바이오가스 발생량의 증대를 위해 혐기성 소화 전에 슬러지를 전처리시키는 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다. 혐기성 소화 공정은 가수분해, 산 생선, 초산생성 및 메탄생성 단계로 구분될 수 있으며, 이 중 가수분해 단계는 율속단계로서 전체 혐기성 소화공정의 효율 및 속도를 조정하기 때문에 가수분해 단계가 쉽게 이루어지기 위해 가용화라는 슬러지의 전처리를 수행하는 것이다. 전처리 공정의 방법으로는 열적처리, 화학적 산화, 기계적 처리, 생물학적 처리 등이 있다. 이 중 생물학적 처리 공정은 고온 호기성 박테리아를 배양시킨 후 소화조에 주입하여 슬러지의 혐기성 소화효율을 향상시키는 방법과 소량의 산소를 주입하지만 일정한 혐기 조건과 낮은 환원 조건을 유지하면서 미생물의 성장과 효소 합성 및 활성을 유발시켜 슬러지의 가용화 및 소화효율을 향상시키는 방법이 있다. 이에 본 연구에서는 공기의 주입을 통한 생물학적 전처리 방법이 슬러지 내에 존재하는 유기물뿐만 아니라 질소와 실록산 등의 거동에 미치는 영향을 분석하여 공기 주입을 통한 생물학적 전처리 방법이 혐기성 소화효율 향상과 반류수질, 바이오가스 정제시설 중 실록산 제거시설 등에 미치는 오염부하의 저감 가능성을 평가하고자 하였다. 실험결과, ORP는 공기 주입기간이 길어질수록 약간씩 증가하였으나 -247 ~ -268 mV의 환원조건을 나타내었으며, DO는 0.00 ~ 0.22 mg/L로 나타났다. 따라서 슬러지 전처리를 위해 공기를 주입하여도 소화조 내의 혐기성 조건에 미치는 영향은 미미할 것으로 판단된다. SCODcr의 경우에는 공기를 주입에 따라 SCODcr의 농도가 증가하여 공기주입에 의한 가용화 효과가 있는 것으로 나타났다. 총 질소와 암모니아성 질소의 경우 공기주입기간이 길어질수록 농도가 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 DO 농도가 1 mg/L 이하의 조건을 유지하고 있어 공기주입에 의한 동시 질산화 및 탈질 현상이 발생한 것으로 판단된다. 따라서 공기주입에 의한 전처리 방법이 슬러지 내 질소의 부하를 감소시켜 암모니아성 질소로 인한 혐기성 소화의 저해 가능성과 혐기성 소화 후 반류수 및 방류수에 영향을 미치는 질소 부하를 저감시킬 수 있을 것으로 판단된다. 실록산의 경우 공기주입 기간 증가에 따라 공기를 주입하지 않은 슬러지 내의 실록산 농도가 6.06 mg/kg에서 공기주입 4일째에는 3.43 mg/kg으로 감소하여, 공기주입 전처리 방법을 통해 바이오가스 정제 시설 중 실록산 처리 공정에 미치는 실록산 부하를 저감시킬 수 있을 것으로 사료된다.

세계적으로 석유의 사용량이 급증하면서 석유 에너지원의 고갈문제가 대두됨에 따라 잉여 에너지 자원으로 분류되었던 석탄의 사용 역시 새로운 에너지원으로 관심 받고 있다. 화석에너지 자원의 고갈을 해결할 수 있는 대체 에너지원 역할을 바이오매스 연료가 대체 할 수 있다고 믿어진다. 여기에 국내 하수슬러지의 해양투기가 금지됨에 따라 육상에서의 하수슬러지의 처리가 핵심문제로 부각되면서 국내 발생 하수슬러지의 에너지화는 반드시 필요한 숙제이다. 본 실험은 2stage 가스화기를 이용하여 하수슬러지, 석탄의 가스화를 수행하였다. 실험의 목표는 각각 또는 혼소 시료를 가지고 가스화 반응시켜 생성되는 producer gas의 성상을 비교하고, 활성탄의 사용 유무에 따른 producer gas 변화를 통해 활성탄의 역할을 연구하는 것에 있다. 유동층 물질로는 모래를 사용하였고 air flow late는 15L/min이다. 혼소 비율은 1:1이고 시료의 공급은 스크류식 피더를 사용하였다. 후단에서 채취한 발생 가스는 GC - TCD, FID를 통해 분석하였다. 활성탄 사용에 따라서 수소의 vol%가 급증하는 것을 확인 할 수 있었고 고분자 탄화수소류의 분해로 tar의 양 역시 감소하는 경향을 보였다.

하수슬러지 자원화 처리 방안 중 하나인 고화처리는 시멘트 및 생석회 등의 무기계 재료를 고화공정의 첨가제로 사용하여 하수슬러지를 고화시켜 인공토양을 제조하는 기술로, 다른 자원화 방법과 비교하여 에너지 사용량이 적은 공법으로 재자원화율이 가장 높은 육상처리 방법이라 말할 수 있다. 환경부 국가환경기술정보센터의 자료에 따르면 2012년 4월 현재 국내 운영 중인 총 89개의 하수슬러지 처리시설 중 고화처리 시설은 12개소이며, 처리 가능 시설 용량은 2,668톤/일으로 전체 시설의 약 30%를 차지하고 있다. 본 연구에서는 슬래그 활성화 메커니즘을 기반으로 하고 자극제로 고칼슘 플라이애시인 열병합발전소 소각재와 제지슬러지 소각재를 활용하여 제조한 하수슬러지 고화재 CMD-SOIL 1000 (형원길 외, 폐기물학회 2012)을 국내 4곳의 하수슬러지 자원화 시설에 적용하여 설비 운용성을 평가하고, 최종 배출 고화물을 매립지의 복토재로 재이용하기 위해 관련 규정에 의거한 적합성을 평가하였다. 평가 결과 자원화 시설에서 설비 가동성과 관련하여 요구하는 항목인 고화재 이송 여부, 시간당 혼합 배치 수 및 배출량 그리고 하수슬러지 중량에 대한 고화재 적정 혼합비율을 모두 만족시키는 것을 확인할 수 있었다. 또한 유기성 오니를 고화하여 생산한 고화처리물을 매립시설의 복토재로 재활용하기 위한 규정인 ‘폐기물관리법 시행규칙 별표 5의 2’ 에서 정한 수소이온농도 12.4 이하, 수분함량 50% 이하, 투수계수 1.0×10-7cm/sec 이상 1.0×10-3cm/sec 이하, 일축압축강도 0.10MPa 이상 그리고 유해물질 함량 기준인 ‘토양환경보전법 시행규칙 제1조 5’ 에 따른 토양오염우려기준 중 2지역 이내인 기준치를 모두 만족하여, CMD-SOIL 1000은 기존 국내 하수슬러지 자원화 설비에 적합한 하수슬러지 고화재인 것으로 판단되었다.

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.

하수슬러지의 발생량은 해마다 증가하고 있으며 2011년 발생량은 310만톤에 다다르고 있다(환경부, 2012). 이처럼 수백만톤의 하수슬러지가 매년 발생하고 있지만 그에 대한 처리 기술력은 아직 부족한 것이 현실이며 발생슬러지 처리방법의 약 70%를 차지하는 해양배출은 런던협약에 의해 2013년 1월1일부터 전면 금지가 되었다. 이에 대해 대책으로 소각 및 재활용에 대한 비율을 높이고자 노력하고 있으며 특히 재활용 및 연료화 분야에 정부기관 및 다수의 연구기관에서 다양한 기술개발이 진행 중에 있다. 본 연구는 하수슬러지의 성상을 조사하고 파악함과 동시에 효과적인 슬러지 건조방법을 찾고자 함에 있다. 슬러지 건조방식은 크게 직접가온방식과 간접가온방식으로 분류할 수 있으며 이번 연구에서는 간접가온방식의 장점을 이용하여 슬러지 건조 특성에 대하여 알아보고자 하였다. 특히, 성상분석을 통하여 처리대상이 되는 하수슬러지를 파악하고 열매체유를 이용한 간접가온 방식의 슬러지 건조를 실시하였다. 열매체보일러를 통하여 운전온도를 조절하였으며 열원의 공급은 전기를 이용하는 방식을 사용하였다. 운전결과 180℃에서 운전시간이 12시간을 초과하면 슬러지의 함수율이 5%이하가 되며 수분변화율도 미비한 것으로 나타났다. 또한 운전시간이 8시간에서 10시간 사이에서 슬러지의 건조시 수분의 감소율이 약 20% 줄어드는 것으로 나타났다. 이는 슬러지의 수분이 낮아짐에 따라 수증기로 증발 시 발생되는 열손실량이 감소하여 슬러지 잠열이 고온으로 유지되고 이에 따라 해당시간에 함수율 변화폭이 크게 나타나는 것으로 판단된다.

음식물류폐기물의 처리는 소각 및 매립량이 급격히 줄어들고, 발생량의 94%가 사료화, 퇴비화 등으로 자원화가 이루어진다. 이 과정에서 침출, 증발, 분해에 의하여 음폐수는 발생된다. 2013년도 1월 현재 해양배출(약 3,800 ton/day)을 포함한 전체 음폐수(9,431 ton/day)를 육상처리하며 그중 하수처리장 유입처리가 70%로 가장 높다. 본 연구에서는 월별 소화온도(중온, 고온)에 따른 하수슬러지처리와 음폐수 병합처리에 따라 가스발생량, 소화효율을 비교하였다. 하수슬러지 단독 처리의 경우 28,532~44,500 ton/day, 음폐수 병합처리는 49,906~52,240 ton/day의 가스가 발생되며, 하수처리장의 슬러지에 음폐수를 병합처리 할 경우 부하율 0.56 kg･VS/m³/day로 나타났다. 소화효율(VS기준) 또한 음폐수 반입 처리 효율이 46~55%로 단독처리 효율 34~46% 보다 높게 나타났다. 따라서, 하수슬러지 단독으로 처리할 경우보다 음폐수를 병합처리 할 경우 가스 생산량 및 유기물제거율 등 처리효율이 향상되었으며, 혐기성소화조 운전효율을 증대할 수 있다.

하수슬러지 자원화 처리 방안은 소각, 건조, 탄화, 용융, 고화, 연료화, 퇴비화 등이 제안되고 있다. 그 중 고화처리는 다른 공법에 비해 건설비 절감, 처리공정 단순, 환경영향이 적다는 특징을 가지고 있다.하수슬러지의 고화처리 시 고화재 투입으로 인한 건조 중량 증가가 단점으로 언급되고 있으나, 하수슬러지를 이용하여 제조한 인공토양은 흙을 대체할 건설재료로 활용이 가능하여 천연토사의 절감과 인공토양의 판매로 인한 경제적인 장점을 지니고 있다. 본 연구에서는 슬래그 활성화 메커니즘을 기반으로 하고 자극제로 고칼슘 플라이애시를 활용하여 제조한 하수슬러지 고화재 CMD-SOIL 1000(형원길 외, 폐기물학회 2012)을 국내 하수슬러지 자원화 설비에 적용하여 배출된 고화물의 유효 자원으로써의 재활용 가능성을 평가하고자 하였다. 상기 고화물의 매립시설 복토재로 품질 적합성(폐기물관리법 시행규칙)을 선행 연구결과 확인할 수 있었으며, 다짐시험을 실시한 결과 연약지반 판정기준의 사질지반 기준(도로설계 편람, 2000)을 상회하는 값인 최적 함수비 49.1%와 최대 건조밀도 1.06g/cm²를 나타내어 지반침하에 대한 안정성 확보가 가능한 것으로 판단되었다. 또한 고화물과 자연 상태의 토사를 일정한 비율로 혼합한 토양에 페레니얼 그라이스를 파종하여 생육 특성을 살핀 결과, 발아초기에는 자연 상태의 토사의 비율이 높을수록 개체수가 많고 성장속도의 차이가 있었으나 재령이 지날수록 육안으로 관찰되는 차이가 없었으며, 파종 56일 이후에는 자연 상태의 토사만을 활용한 경우와 동일한 생육 상황이 관찰되었다. 따라서 고칼슘 플라이애시를 적용한 하수슬러지 고화물은 매립지 복토재 외에도 토지개량제 및 기반 성토재 등의 용도로 활용이 가능한 것으로 판단되었다.

최근 런던협약 96의정서 발효에 따라 하수 슬러지의 해양투기가 금지되고 환경 정책 강화와 향후 에너지 자원 부족을 대비하기 위해 녹색 성장이 강조되면서 슬러지를 재이용화 및 자원화 시키려는 처리 기술방법들이 개발되고 있다. 하수슬러지 처리 공정의 중점은 발생량의 감량화와 개량화를 통해 탈수 효율을 높이기 위함이며 대표적인 전처리 방법으로 물리적인 방법과 화학적인 방법으로 약품 처리하는 것이 일반화되어 있다. 본 논문에서는 폴리머 응집제를 사용하여 총 4종류의 생, 잉여, 소화, 혼합슬러지에 대해서 적합한 유기 및 무기 응집제를 주입한 후 최적의 응집 조건을 선정하여 최종적으로 슬러지 탈수성의 효율을 비교 및 평가하도록 하였다. 혼합슬러지는 생슬러지와 잉여슬러지를 같은 부피 비율로 혼합하여 제조하였다. 최적의 응집 조건을 선정하기에 앞서 기본적으로 Jar Test 실험을 시행하였으며 200rpm에서 1 ~ 3분 완속 교반, 50rpm에서 5분 급속 교반 조건을 제시하였고, 유기 폴리머와 무기 폴리머 응집제의 단일 및 이액 주입 방식에 따라 응집 반응의 특성을 비교하였다. 실험결과는 슬러지 탈수성 및 최적 응집 조건 선정의 지표로서 응집을 형성시키고 방치 후, 고액 분리를 통해서 상등수의 탁도, pH, ORP, SS, 흡광도 (330nm), floc size와 TTF 실험을 하여 탈수성을 측정하였다. 따라서 응집제 주입 방법에 있어서 유기 응집제의 단일 방식 주입과 무기 응집제를 첨가하여 floc의 응결도를 높이는 이액 주입 방식으로부터 탈수성 효율에 미치는 결과를 본 논문에 나타내었다.

본 연구에서는 유기성 슬러지와 섬유폐기물의 물성, 열적 특성을 파악하여 고형연료탄을 제작하여 고형연료탄에 대한 공업분석, 발열량분석등을 통해 고형연료로서의 활용가능성을 평가하였다. 제조된 고형연료탄의 공업분석결과 하수 슬러지 건조물과 섬유폐기물 혼합 연료탄(ST)은 평균 수분 3.5%, 휘발분 65.58%, 회분 9.12%, 고정탄소 25.30% 이며, 하수슬러지 건조물(S) 연료탄은 수분 10.2%, 휘발분 56.75%, 회분 33.73%, 고정탄소 9.52%로 측정되었다. 발열량의 경우 ST 연료탄 의 경우 평균 고위발열량 5,820 Kcal/kg, 저위발열량 5,520 Kcal/kg으로 나타나 슬러지 연료탄의 경우 평균 고위발열량 3,732 Kcal/kg(저위발열량 3,350 Kcal/kg) 보다 높게 나타났다. 국내 무연탄과 하수슬러지 고형연료탄의 기본적 물성치를 비교하면, 주 가연분에는 하수슬러지는 휘발분이 대부분이며, 무연탄에는 고정탄소가 대부분임을 알 수 있다. 때문에 하수슬러지 고형연료탄을 석탄의 보조연료로 사용할 시 휘발분에 대한 연소특성을 고려해야 할 것으로 사료된다. 더하여 발열량은 유사한 범위를 보였고, 원소분석 비교에서 석탄에 비해 N, S의 함량 비가 다소 높은 것으로 나타나 연소시 배가스 중 질소화합물과 황화합물의 양이 증가할 것으로 판단되며 이를 효과적으로 관리할 수 있는 배가스 저감시설에 대한 고려가 필요하다.

우리나라는 에너지의 97% 이상을 수입에 의존하는 국가로서 화석원료를 대체할 친환경적이며 동시에 지속발전 가능한 에너지원을 찾기 위한 연구가 필수 불가결한 상태 이다. 현재 생활폐기물의 음식물폐기물이 상당한 부분을 차지하고 있으며 현재 약 90% 이상의 음식물류폐기물이 재활용 되고 있으나 해결해야할 문제점들과 해양오염방지법 강화로 인한 해양 투기 금지로 인해 자원화 공정 시 발생되는 음식물류 폐기물 폐수의 효과적인 처리가 필요한 상황이다. 유기물 함량이 높은 음식물류 폐기물과 음폐수를 혐기성소화 공정을 통해서 바이오 가스 회수 및 이용에 많은 기대를 가지고 투자와 연구가 이루어지고 있다. 본 연구는 우리나라의 하수처리 시설 중 2012년간의 혐기성 소화시설의 처리효율과 바이오 가스 회수량을 비교분석하였다. 하수슬러지만을 혐기성 소화시설에서 처리하는 곳, 하수슬러지와 음식물류 폐기물을 가지고 병합 혐기소화 시설에서 처리하는 곳, 그리고 하수슬러지와 음식물류 폐기물 폐수를 가지고 병합 혐기소화 시설에서 처리하는 곳을 비교하였다. 휘발성 고형물은 음식물류 폐기물 폐수와 하수슬러지 병합 혐기소화 시설의 유입물(평균 VS % = 3.36)에서 가장 높게 관찰되었다. 음식물류 폐기물과 하수슬러지 병합 혐기 소화시설의 평균소화효율(VS 기준)이 50.4%로, 평균 바이오가스발생량 0.58 m³/kg.VSin 으로 가장 높은 것으로 관찰되었다.

This study described characteristics of product gases emitted during high temperature pyrolysis of sewage sludge in the temperature range of 800 ~ 1,200oC for determining the possibility of energy recovery as one of the sewage sludge treatment methods. Char yield of each sewage sludge decreased with increasing reaction temperature until 1,000oC during pyrolysis experiment, but above 1,000oC it is nearly constant due to the total release of volatile matter contained in samples. Major gas components emitted from high temperature pyrolysis experiment of sewage sludges are CO2, H2, CO, and CH4. These major combustible gases except CO2 can be used as major energy source. Also major sulfur-containing gases known as the pollutant gas emitted during high temperature pyrolysis experiments are H2S, COS, and CS2. The principal sulfur gaseous product is H2S and concentrations of H2S and CS2 increases with increasing temperature, but in the case of COS its concentration is nearly constant with variation of temperature. So efficient treatment of sulfurcontaining gases emitted from thermal treatment of sewage sludge should be needed.

This paper analyzed thermal and carbonization properties of sewage sludge in fixed bed reactor and obtained following results. The heavy metal (Pb, Ni, Mn, Cr, Cu) content of Char showed the highest level at unprocessed sewage sludge, followed by carbonized sludge at 600, 400, and 500oC. It was thought to be mainly due to the yield of char rather than the influence of temperature. Also, the migration-test results of heavy metals satisfied the landfill directive in all samples, which may be possible to use it as landfill cover materials. The concentration of dioxin by changes of pyrolysis temperature was higher in the low temperature conditions and the proportion of PCDDs was higher than that of PCDFs.