This study explored effects of a sludge-based biochar addition on nitrogen removal of membrane bioreactor (MBR) for wastewater treatment. The membrane fouling reduction by the biochar addition was also investigated. A dose of 3 g/L of the biochar was applied to an MBR (i.e., BC-MBR) and treatment efficiencies of organic matter and nutrient were analyzed. The MBRs with powdered activated carbon (i.e., AC-MBR) and without any additives were also operated in parallel. The average removals of COD and TN were improved with the biochar addition compared to those with the control MBR. Interestingly, operational duration was also increased with biochar addition. The CLSM analysis revealed that biomass amounts of BC-MBR and AC-MBR were reduced by more than 40%, and thickness of the biofilm attached to the membrane surface also was decreased. The physical properties of biochar surfaces were compared with a commercial powdered activated carbon. The specific surface area with 38 m2/g and pore volume with 0.13 cm3/g of the biochar were much smaller than those of the powdered activated carbon, which were 1100 m2/g and 0.67 cm3/g, respectively. Manufacturing conditions for the biochar production needs to be further investigated for enhancing physical properties for adsorption and biological improvement.

The object of this study is to feasibility assesment for co-digestion efficiency of food waste recycling wastewater(FWR) with thermal hydrolysis process dehydration cake (THP Sludge). As a result of THP pre-treatment experimental conditions to 160oC and 30 minutes, the solubility rate(conversion rate of TCOD to SCOD) of the THP sludge increased by 34%. And the bio-methane potential in the THP sludge increased by about 1.42 times from 0.230 to 0.328 m3 CH4/kg VS compared to the non-pre-treatment. The substrates of the co-digestion reactor were FWR and THP sludge at a 1:1 ratio. Whereas, only FWR was used as a substrate in the digestion reactor as a control group. The experimental conditions are 28.5 days of hydraulic retention time(HRT) and 3.5 kg VS/m3-day of organic loading rate(OLR). During the 120 days operation period, the co-digestion reactor was able to operate stably in terms of water quality and methane production, but the FWR digestion reactor deteriorated after 90 days, and methane production decreased to 0.233 m3 CH4/kg VS, which is 67% of normal condition. After 120 days of the experiment, organic loading rate(OLR) of co-digestion reactor was gradually increased to 4.5 kg VS/m3-day and operated for 80 days. Methane production during 80 days was evaluated to be good at the level of 0.349 m3 CH4/kg VS. As a result of evaluating the dehydration efficiency of the sludge before/after 150-180oC THP using a filter press, it was confirmed that the moisture content of the sludge treated before THP at 180oC was 75% and improved by 8% from 83-85% level. Therefore, it is expected that the co-digestion reactor of FWR and THP sludge will ensure stable treatment water quality and increase bio-methane production and reduction effect of dehydration sludge volume.

본 연구에서는 막결합생물반응조(MBR)공법을 비롯한 하수고도처리공법에서 유입하수량의 변화에 따른 슬러지 특성 변화를 파악하고자 하였다. 일 1.5톤을 처리하는 모형실험시설에서 설계유량 대비 유입하수량을 100, 70, 40, 10%로 변 화시켜가며 이에 따른 비탈질속도(specific denitrification rate)와 비질산화속도(specific ammonia oxidation rate)의 변화를 측 정하였다. 각 공법의 폭기조에서 채취한 슬러지의 비질산화속도는 유입하수량 100% 조건에서 세 가지 공법 모두 유사한 값 (0.10 gNH4/gMLVSS/day)으로 측정되었다. 유입하수량이 70%에서 40%로 감소함에 따라 비질산화속도가 크게 감소하는 경향을 나타냈다. 비탈질속도 역시 유입하수량이 감소함에 따라 최대 50%가량 감소하였다. 유입하수량이 감소할수록 비탈질속 도와 비질산화속도가 감소하는 경향을 나타냈으나 원수의 총질소 농도와 반응조 내 미생물 농도를 고려하면 질소제거율에 영향을 미칠 정도는 아니었다. 따라서 유입하수량이 감소하는 경우에도 반응조 내 미생물 농도를 높게 유지할 수 있다면 안정적인 질소 제거가 가능할 것으로 판단된다.

하⋅폐수 처리 기술은 종래 단순 오염물질 처리에서 에너지 및 자원 절약형의 고도처리 기술로 발전되고 있으며, 공공 수역으로의 오염 물질과 유독 물질 배출을 최소화하고 설치⋅운영의 효율성을 높이기 위해 IT 및 BT와 같은 다양한 기 술을 접목한 융합형 기술로 진화하고 있다. 국내 하⋅폐수 처리기술의 발전 추이를 살펴보기 위해 등록된 특허기술을 수집⋅ 조사하여 연도별⋅부문별로 분류하여 분석하였다. 본고에서 2010년~2017년 5월 간의 관련된 특허 등록 내용을 생물학적⋅ 물리화학적 처리공정, 장치 및 기기, 소재⋅제재, 슬러지처리, 분리막, 공정제어기술 등 10개 분야의 42개 세부 영역으로 나누 어 추세를 분석했다. 총 3,356건의 특허가 등록되었으며 2013년에 638건으로 최고치를 기록한 이후 다소 감소하여 연간 3~400여 건을 유지하고 있다. 등록된 특허 총 건수는 아직 다른 국가에 비해 적지는 않으나 공정 제어 및 기기 분야, 신개념 처리 기술과 같이 세계 시장을 선도할 수 있는 첨단 기술의 특허는 타 분야에 비해 미흡한 것으로 나타났다.

본 연구는 잉여슬러지와 차아염소산나트륨을 혼합하여 제조한 차아염소산나트륨 처리 슬러지를 침지형 분리막이 설치된 생물반응조에 주입하여 수처리 미생물에 기질을 공급하고 수처리에 적합한 pH와 알칼리도를 유지함으로써 응집제 주입 없이 방류수의 총질소 농도 20 mg/L, 총인 농도 0.2 mg/L 이하로 처리할 수 있는 MBR 하수처리공정을 개발하였다. 개발된 공정은 별도의 응집제 주입 없이 질소와 인의 법적 방류수 수질기준 을 만족하였고, 향후 하수처리장 약품비용 절감에도 기여할 것으로 기대된다.

최근 방류수 수질 강화에 따라 총인 처리시설의 설치와 응집제 사용량이 증가하고 있다. 본 연구는 유입하수에 포함된 응집제 성분(Al3+, Fe3+ 등)을 활용하여 PO43-와 응집시킴으로써 하수처리공정에 별도의 응집제 주입 없이 총인 농도를 0.2mg/L 이하로 제거할 수 있는 MBR 하수처리공정을 개발하는 것이다. 활성슬러지와 차아염소산나트륨으로 제조한 알칼리슬러지를 MBR 공법의 생물반응조에 주입하여 적정 pH를 유지시킴으로써 유입하수 중의 용존성 이온을 상호 응집시켜 고형화 하였고 분리막으로 고액 분리하여 하수처리수의 총인 농도를 0.2mg/L이하로 달성하였다. 이 연구를 통해 개발한 공법은 응집제 주입 없이 하수처리수의 총인 농도를 0.2mg/L이하로 제거하여 약품비용을 절감에 기여할 것으로 예상된다.

Ocean discharge of sewage sludge, which started in the year of 1993 in Korea, was stopped in the beginning of 2012, Landfill of sewage sludge was also prohibited in 2003 owing to public acceptance of the lanfill sites, and partially reopened in 2007 due to the necessity of organic component in sludge to produce methane gas. Sludge recycle ratio will increase in sewage sludge treatment by volume reduction and drying, and then recycle of the thermal energy as fuel in power plant and also material as raw material of cement. Several drying processes are compared with reasoning and an appropriate drying sequence is suggested.

Most wastewater treatment plants are facing odor and sludge disposal problems. In this lab-scale study, odor and sludge from wastewater treatment processes were treated using a combined non-thermal plasma and sludge reactor. The hydrogen sulfide concentration introduced to the reactor was varied at 10, 20, and 50 ppm, and its removal efficiency and system performance were determined. Ozone was produced by the plasma reaction at a concentration of 200 ppm under the given condition. 80% of the hydrogen sulfide was removed regardless of its introduced concentration. In addition, due to the ozone carried over to the sludge reactor, the organic constituents in the waste sludge in terms of TCOD decreased by 30%. The ion concentrations of HS- and SO₄²⁻ in the sludge increased during the four hour experimental period. As a result, the plasma oxidation system can treat waste sludge effectively for the simultaneous reduction of sludge volume and odor.

수수(Sorghum bicolor(L.) Moench) 잡종의 미량(微量) 광물질(鑛物質) 함량에 미치는 정수장(淨水場) 슬러지의 영향에 관해 조사를 했는데, 이번 보고는 니켈 성분의 분석에 관한 것이다. 대조구(對照區), 부숙(腐熟)시킨 정수장 슬러지, 정수장 슬러지+질소－인산－칼륨 비료, 부숙시킨 슬러지+질소, 인산, 칼륨 비료의 4가지를 처리로 하였고, 1, 3, 5시간 예열(豫熱) 시간이 실험 조건이었다. 5시간 이후의 조건에서 백그라운드의 값이

  In this paper, we propose sludge collection strategies which allocate each sewage store of village to sewage treatment plants and decide the schedule of sludge collection in order to collect sludge efficiently. The strategies aim to decrease transportat

정수장 슬러지는 수 처리 역 세척 과정에서 발생되는데, 기계적인 방법 또는 자연건조방법으로 탈수된 후 주로 해양투기, 매립등의 방법으로 처리한다. 최근에는 런던협약에 의해 해양투기가 상당히 제약을 받고 있다. 탈수된 정수장 슬러지를 위생매립장의 복토재로서의 활용가능성을 파악하기 위하여 실내실험을 통하여 정수장슬러지의 물리 화학적 특성과 지반공학적 특성을 파악하였다. 슬러지의 지반공학적 특성을 향상시키기 위하여 슬러지에 일반토사를 혼합한 시료에 비중계실험, 액 소성한계실험 비중실험, 다짐실험. 일축압측 실험등을 실시하였다. 슬러지에 일반토사를 혼합한 혼합토는 정수장슬러지와 비교하여 최대건조단위증량은 증가하고, 최적함수비는 감소하였고, 최대압축응력과 마찰각을 증가한 반면 점착력은 감소하였다. 미국환경청의 복토재 기준을 확보하기 위해서 슬러지와 일반토사를 3:7로 혼합하여야 하며, 혼합토의 압축강도는 3.6kg/cm2이다.

하수슬러지의 퇴비화를 촉진할 수 있는 방안을 검토하기 위하여 2월 및 8월에 하수슬러지를 채취하여 생균수를 측정한 결과 하수종말처리장에서의 폐수처리시 유입수량 변동, 양이온성 polyacrylamide의 사용량 및 기후 변동을 포함하는 여러 조건의 변화에 따라 미생물 종과 미생물수의 변동이 많았으며, 미소후생동물의 종류 및 활동성도 계절에 따른 차이가 있었다. 양이온성 polyacrylamide가 미생물 생육에 미치는 영향을 조사한 결과 양이온성 polyacrylamide의 농도가 0.8% 이상일 때는 모든 균주의 생육이 저해되었으나 0.2% 이하에서는 균 생육에 지장을 초래하지 않았다. 하수슬러지의 퇴비화 과정중에 관여하는 미생물의 균종과 균수를 조사하고자 하였으나 미생물의 생태적 생리적 특성과 퇴비화의 일정한 상관관계를 도출할 수는 없었다. 그러나 유기물 함량과 bulking agent로 톱밥을 투여하였을 경우 미생물의 균종과 균수의 증가가 관찰되었다. 하수종말처리장의 폭기조 투입직전 활성슬러지, 폭기조내 활성슬러지, 하수슬러지와 bulking agent로 톱밥을 혼합처리하여 관찰한 결과 Fragilaria sp., Proales sp., Vorticella sp., Schizothrix sp., Anabaena sp., Zoothaminium sp., Epstylis sp., Arcella sp., Balantidium sp., Actinophrys sp., Synedra sp., Euglypha sp., Ulothrix sp., Anacystis sp., 및 Clostium sp. 등의 다양한 미소 후생동물이 관찰되었다. 특히 전기간에 걸쳐 Fragilaria sp., Proales sp., Vorticella sp. 몇 Schizothrix sp.가 관찰되었다. 슬러지 내에 존재하는 세균, 효모, 방선균, 곰팡이, 미세조류, 원생동물 및 하등동물은 하수슬러지의 퇴비화 또는 감량화 과정 중에 존재하여 공극의 확보와 같은 물리적인 퇴비화 촉진과 생물학적 분해작용에 의한 퇴비화 촉진 효과를 얻을 수 있을 것이다.

The feasibility study of using converter slag as a solidifying agent of digested sewage sludge cake has been performed. The availability of converter slag as solidifying agent has been investigated by several trial tests. Based on the trial test results, the optimum mixing ratios of sludge cake and solidification additive are estabilished. Finally the solidification characters of sludge cake are elucidated by SEM and EDS. It is ascertained that converter slag with a small amount of quicklime enhences the solidification. From the result of pH test, overall pH of specimens tends to decrease slowly with curing time. After solidifying specimens had been cured for 7 days, these are water-cured for 24 hours. The weight and strength of all the specimens are nearly the same regardless of the mixed ratios of solidifying agent. The result of leaching tests for four heavy metal ions, Cd, $Cr^{6+}$, Pb and Cu show that the leaching strength becomes below the decision criteria of the specific wastes, respectively. The SEM observation of the delicate structure shows that needlelike crystals appear after solidification which are not observed before. From the EDS analysis, it is found that the main ingredients of needlelike crystals are Ca, Si, Al and O.

In this study, the treatment of livestock wastewater using an aerobic granular sludge based sequencing batch reactor was investigated. The reactor operation was carried out by general injection and split injection methods. The average removal efficiency of organic matter after the adaptation period was 71.5 and 87.4%, respectively. Some untreated organic matter was attributed to recalcitrant organic matter. The average removal efficiency of total nitrogen was 65.6 and 88.4%, respectively. These results indicate that the denitrification reaction by split injection was carried out smoothly. As for the solids, the ratio of aerobic granular sludge/mixed liquor suspended solid can be determined as the main factor of the process operation, and the ratio increased gradually and finally reached 86.0%. Correspondingly, the sludge volume index (SVI) was also improved, reaching 54 mL/g at the end of operation, and it is believed that the application of a short settling time contributed to the improvement of settleability.

This study investigated microbial communities and their diversity in a full-scale mesophilic anaerobic digester treating sewage sludge. Influent sewage sludge and anaerobic digester samples collected from a wastewater treatment plant in Busan were analyzed using high-throughput sequencing. It was found that the microbial community structure and diversity in the anaerobic digester could be affected by inoculation effect with influent sewage sludge. Nevertheless, distinct microbial communities were identified as the dominant microbial communities in the anaerobic digester. Twelve genera were identified as abundant bacterial communities, which included several groups of syntrophic bacteria communities, such as Candidatus Cloacimonas, Cloacimonadaceae W5, Smithella, which are (potential) syntrophic-propionate-oxidizing bacteria and Mesotoga and Thermovigra, which are (potential) syntrophic-acetate-oxidizing bacteria. Lentimicrobium, the most abundant genus in the anaerobic digester, may contribute to the decomposition of carbohydrates and the production of volatile fatty acids during the anaerobic digestion of sewage sludge. Of the methanogens identified, Methanollinea, Candidatus Methanofastidiosum, Methanospirillum, and Methanoculleus were the dominant hydrogenotrophic methanogens, and Methanosaeta was the dominant aceticlastic methanogens. The findings may be used as a reference for developing microbial indicators to evaluate the process stability and process efficiency of the anaerobic digestion of sewage sludge.

The purpose of this study was to confirm the applicability of aerobic granular sludge (AGS) in the advanced sewage treatment process. Simulated influent was used in the operation of a laboratory scale reactor. The operation time of one cycle was 4 h and the reactor was operated for six cycles per day. The volume exchange ratio was 50%. The influent was injected in divisions of 25% to increase the removal efficiency of nitrogen in every cycle. As a result, the removal efficiencies of CODCr and TN in this reactor were 98.2% and 76.7% respectively. During the operation period, the AGS/MLVSS concentration ratio increased from 70.0% to 86.7%, and the average SVI30 was 67 mL/g. The SNR and SDNR were 0.073 0.161 kg NH4 +-N/kg MLVSS/day and 0.071 0.196 kg NO3 --N/kg MLVSS/day respectively. These values were higher or similar to those reported in other studies. The operation time of the process using AGS is shorter than that of the conventional activated sludge process. Hence, this process can replace the activated sludge process.

하수슬러지와 음식물류폐기물을 포함한 유기성폐기물은 도시의 산업화, 인구 증가에 따라 그 규모와 발생량이 증가하고 있는 추세이다. 하수슬러지의 경우, 2003년 이후로 연평균 4.6 %씩 꾸준히 증가하여 2014년 기준 597 개소 하수처리장에서 약 10,112.7 ton/d 정도 발생되었다. 같은 해 음식물류폐기물은 총 생활폐기물 발생량의 27.4 %인 13,697.4 ton/d 규모로 배출되었다. 2012년 이후 음식물류폐기물을 필두로 해양투기가 전면 금지되면서 유기성폐기물의 육상처리와 신재생 에너지원으로서 효과적 활용에 대한 정책 추진과 연구가 진행되어왔다. 매립, 소각을 포함한 육상처리 방법 중, 바이오가스화는 혐기소화 과정에서 신재생 에너지원인 메탄가스를 생산하는 시설로 현 상황에 대응하는 새로운 방안으로 각광받고 있다. 전국 12개소 하수슬러지 단독 및 병합처리 바이오가스화 시설을 대상으로 현장조사 및 정밀모니터링을 실시하였다. 사계절 평균으로 정밀모니터링 결과를 정리하였을 때, 시설의 효율성 분석에서 유기물분해율은 VS 기준 55.2 %, CODcr 기준 48.7 %로 나타났다. 병합처리 시설의 유입 VS 농도는 단독처리시 2.59 % 보다 1.6배 높은 4.05 %로 조사되었다. 대상 시료의 원소분석시 평균 C/N비는 유입 7.7, 유출 6.5로 낮은 수치를 보였다. 시설의 안정성 분석에서 혐기소화조 유출액의 VFAs은 수분석시 427 mg/L, 기기분석시 42 mg/L로 분석되었으며, 소화슬러지 탈리여액의 질소와 인은 TN 1,229 mg/L, TP 155 mg/L 등으로 안정적인 운전범위에 속하였다.

국내 하수처리장의 바이오가스화 시설은 낮은 농축율로 인한 저농도 유입수, 공정 흐름별 운영기술에 대한 노하우 부족 및 관리 미숙으로 인하여 혐기소화 효율이 미국 등 선진국 대비 약 54.2 %에 불과한 실정이다. 환경부는 바이오가스화 효율을 증진하고 하수슬러지를 바이오매스로 활용하기 위하여 2010년부터 전국적으로 에너지자립화 사업을 추진하였다. 특히 혐기소화조가 미설치된 하수처리장을 대상으로 음식물류폐기물과 병합소화시 연계 하수처리장의 유입 수질 등을 사전에 검토한 후 신규 소화조를 건설을 진행하고 있다. 하수슬러지 단독 및 병합처리 시설의 혐기소화조 내부 유출액에 대한 최우점 미생물 종을 분석하고 바이오가스화 시설의 주요 운전인자(유기물부하율, 메탄가스 발생량, C/N 비 등) 간의 정준상관분석을 실시하였다. 하수슬러지 단독 및 병합처리 시설의 상관관계 분포가 뚜렷이 구분되었으며, 메탄가스 생성율은 음폐수의 영향으로 VFAs, C/N비, VS/TS 등과 비례관계를 보임과 동시에 Mesotoga, Methanosaeta 미생물 군이 우점하는 경향을 보였다. 또한 하수슬러지 단독처리 바이오가스화 시설의 혐기소화조에서는 Copro-thermobacter, Methanosarcina 등의 미생물 분포가 높게 나타났다.

우리나라 유기성 폐기물처리의 가장 큰 비중을 차지하던 해양투기 방법이 폐기물 해양배출을 금지하는 런던협약으로 인해 2012년부터 해양투기가 전면 금지됨에 따라 안정적이고 지속적인 육상처리 시설이 요구되고 있다. 환경부는 폐기물 관리법으로 온실가스 발생 억제 및 재활용 촉진을 위하여 유기성 슬러지의 직매립을 금지하였다. 그동안 유기성 폐기물을 자원화하기 위한 방법으로 퇴비화 기술이 많이 연구되어 왔으나 여러 가지 문제점들이 야기되고 있다. 소각방법은 다이옥신과 같은 2차 오염의 우려가 있으며, 퇴비화 과정에서는 발생되는 악취로 인하여 민원이 잦아지고 결국 퇴비화 시설이 폐쇄되는 경우가 많았다. 우리나라에서 쓰이고 있는 퇴비화는 비 연속식 처리로 퇴비 원료(유기성 폐기물)의 제한적 처리와 퇴비화 활성에 요구되는 시간이 길어 부지요구도가 높은 문제, 불안정한 최종 생성물, 감량화 실패, 장시간 온도조절 및 공기주입으로 인한 에너지 소비증가로 상용화에 어려움이 많다. 본 연구에서는 강릉시 하수종말처리장에서 배출되는 하수슬러지를 대상으로, 초고온 호기성 발효과정을 통해 하수슬러지의 퇴비화 진행에 따른 온도변화, 발효가스 분석, pH, C/N비, 수분함량, 고형물 유기물 변화, 부피 및 무게변화, 중금속 분석, 혼합 및 교반과 같은 반응인자들을 도출하여 운전 변수를 알아보았다. 한편 하수슬러지의 퇴비화 진행에 따른 시료와 발효 종료된 퇴비의 중금속 및 유해인자 분석을 통하여 퇴비의 발효 메커니즘 및 안정성을 검증하였다. 초고온 퇴비화 기술의 새로운 정립과 국내 연구가 전무한 초고온 발효공정의 data base 확보를 목적으로 하였다. 또한 퇴비화 과정에서 발생되는 악취도와 악취를 발생시키는 원인물질을 밝히고자 하였다.