In this study, a pilot-scale (3 m3/day) membrane distillation (MD) process was operated to treat digestate produced from anaerobic digestion of livestock wastewater. In order to evaluate the performance and energy cost of MD process, it was compared with the pilot scale (10 m3/day) reverse osmosis (RO) process, expected competitive process, under same feed condition. As results, MD process shows stable permeate flux (average 10.1 L/m2/hr) until 150 hours, whereas permeate flux of RO process was decreased from 5.3 to 1.5 L/m2/hr within 24 hours. In the case of removal of COD, TN, and TP, MD process shows a high removal rate (98.7, 93.7, and 99% respectively) stably until 150 hours. However, in the case of RO process, removal rate was decreased from 91.6 to 69.5% in COD and from 93.7 to 76.0% in TP during 100 hours of operation. Removal rate of TN in RO process was fluctuated in the range of 34.5-62.9% (average 44.6%) during the operation. As a result of energy cost analysis, MD process using waste heat for heating the feed shows 18% lower cost compare with RO process. Thus, overall efficiency of the MD process is higher then that of the RO process in terms of permeate flux, removal rate of salts, and operating cost (in the case of using waste heat) in treating the anaerobic digestate of livestock wastewater.

본 연구는 혐기소화액을 클로렐라 배양 배지로 이용하여 클로렐라 처리 농도 및 침종 처리방법에 따른 고추 종자의 발아율에 미치는 영향을 구명하고자 수행하였다. 고추 종자는 증류수(대조구), 클로렐라 배양액의 50% 희석액(50%), 클로렐라 배양원액(100%), 클로렐라 150, 200, 400% 농축액, 클로렐라 배양여액, 대조구를 두었다. 클로렐라 배양액의 무침종 처리구가 86.7~95.6%의 발아율을 나타낸 것과 비교해 볼 때, 침종 처리구의 발아율은 98.3~100%로 5~12% 높은 발아율을 나타내었다. 그러나 클로렐라 배양여액 처리구의 발아율은 73.3%로 클로렐라 배양액 보다 낮았다. 클로렐라 침종처리구의 발아속도는 무침종 처리구보다 1일 빨랐다. 고추 종자의 80% 발아 소요 시간은 클로렐라 배양액 처리구가 대조구보다 1.1~1.2일 빨랐다. 그러나 클로렐라 배양여액 처리구의 발아속도는 클로렐라 배양액 보다 낮았다. 클로렐라 배양액 150% 침종 처리구의 유근길이는 6.23cm로 대조구보다 약 2cm 더 길었다. 상대적 유근신장률은 클로렐라 150% 침종처리구에서 146%로 대조구보다 46% 높게 나타났다. 클로렐라 배양액 처리구의 고추 종자 발아지수(GI)는 130~150%로 무처리구 보다 높았다. 클로렐라 배양액 처리는 고추 종자 발아율이 높았고 발아기간이 단축되고 유근이 길어지는 효과를 나타내었다. 결론적으로 클로렐라 배양액은 고추 종자 발아에 안정성이 높았고 종자의 발아 촉진에 유용하게 적용이 가능하였다.

This experiments were conducted to evaluate the influence of Chlorella culture solution using anaerobic digestate as medium on seed germination of perennial ryegrass seeds. Four treatments were compared: control with distilled water, anaerobic digestate, Chlorella culture solution and Chlorella culture filtrate. The germination percentage of perennial ryegrass seeds was highest in the Chlorella culture solution treatment. Days required for 50, 70% seed germination were faster at 1.7 day in Chlorella culture solution compared to control. Root length of perennial ryegrass seeds was longer by 1~2cm in the Chlorella culture solution compared with control. The relative root length was by 40% longer in the Chlorella culture solution treatment compared to control. The germination index (GI) of perennial ryegrass seeds was higher by 180~202% in the Chlorella culture solution treatment compared to control. The decay rate was low as 50.0% in Chlorella culture solution, but decay rate of perennial ryegrass seeds showed 86.7~83.3% in control plot and in anaerobic digestate, respectively. Chlorella culture solution have shown stimulatory effects in germination and development of root. Overall, Chlorella culture solution could be useful to apply for promotion of germination and root elongation of seeds.

혐기성 Membrane Bioreactor 공정은 기존 단점을 보완하고 고-액을 효과적으로 분리시켜 혐기슬러지를 소화조로 재순환시켜 미생물 체류시간을 연장시킬 뿐만 아니라 슬러지 멤브레인 폐쇄공정 속에서 취급되기 때문에 악취발생도 최소화되는 장점이 있다. 본 연구에 적용된 UF 여과막 결합 혐기소화공정에서 사용된 음폐수 유입 pH는 4.12, TS 12%이었다. UF 여과 분리막은 운전 335일 이후부터 가동시켰으며, flux는 15～20 LMH, TMP는 1～3 kgf/㎠(In-Out), 교차여 과속도는 1～3 m/sec로 운전하였다. 유입수의 TCOD와 SCOD의 는 각각 113 ± 29, 62 ± 8 g/L로 변화될 때, 유출수의 TCOD, SCOD는 각각 25 ± 6, 12 ± 3 g/L이었다.

본 연구는 돈분뇨를 유입수로 하는 퇴비화 공정 중에서 혐기성 소화조의 상등액의 질소와 인의 제거를 위하여 Mg2+의 주입량, pH, 반응시간, 교반속도와 같은 인자를 달리하여 실험하였다. Struvite 형성을 위한 Mg2+ 주입원으로 MgSO4를 사용하였다. 모든 실험은 상온에서 이루어졌으며 교반속도 인자 실험을 제외하고 100 rpm의 속도로 교반하여 실험하였다. Struvite 형성을 위한 최적 pH 조건을 알아보기 위하여 Mg2+: PO43-의 몰비를 1:1로 하여, pH 8부터 13까지 변화를 주고 질소와 인의 최대 제거율을 보이는 최적 pH를 알아보았다. Mg2+의 최적 주입량을 결정하기 위해 최적 pH에서, Mg2+ 주입 몰비를 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 그리고 1.5(mole Mg2+/mole PO43-)로 변화시켰다. NH4+의 경우 Mg2+의 몰비가 커질수록 제거율이 높아졌다. 반면, PO43-는 1몰 반응일 때와 1.1 몰 이상의 반응일 경우에 큰 차이가 없으므로 1:1의 몰비로 struvite 형성을 유도하였다. Struvite 형성을 위한 반응시간 및 교반 속도에 의한 질소와 인의 제거율을 알아보기 위해 10분, 1시간 그리고 24시간의 반응시간과 100 rpm 그리고 200 rpm의 교반속도를 달리하여 실험한 결과 24시간의 반응시간에서 가장 높은 질소와 인의 제거효율을 나타냈으며, 교반속도와 반응시간 10분과 1시간의 경우 질소와 인의 제거효율에 큰 영향을 미치지 않았다.