The effect of sewage sludge irradiation and addition of starfish as a dewatering agent on the efficiency of composting was investigated using saw dust as a bulking agent. Results indicates that the temperature of EB sludge cake (electron beam irradiated sludge cake) and EB-SF sludge cake (electron beam irradiated sludge cake mixed with star fish powder) composting piles rose up to 62 ~ 66oC within 1 day and maintained high temperature of 52 ~ 55oC for more than 3 days, which was much higher than that of the control. The electron beam irradiation and addition of star fish accelerate the composting. The control sludge cake composting pile needed 35 days to reach the criteria of mature rate for composting, (Final C/N ratio)/(Initial C/N ratio) of 0.75, while EB-SF sludge cake composting plie required 11 days. This means that maturing compost could be highly improved by irradiating sludge cake or by adding star fish powder. The pH of the composting pile of sludge cake with addition of waste star fish powder rose 1 pH unit higher than that of the control during the entire operation, showing that the star fish has a good buffering capacity. The pH of the final matured compost was above pH 7, satisfying the standard of soil conditioner. The G.I. values of Chinese cabbage and lettuce with composts from EB sludge cake and EB-SF sludge cake composting pile ranged 88 ~ 99, satisfying a safety level (G.I. 80) in plant growth. After 60 days operation for composting 4 different types of sludge cakes, each compost was able to meet the Ministry of Agriculture's Standards of Compost.

본 연구에서는 각종 산업부산물 및 도시형 리싸이클링 재료 등의 재생자원을 안전하게 유효 이용할 수 있는 방안으로 BFS 및 SS를 활용한 저강도 콘크리트의 기초적 물성을 파악하기 위하여 플로우 및 블리딩, 일축압축강도, 환경오염평가를 중심으로 실험을 실시하였다. BFS 및 SS를 활용한 저강도 콘크리트의 경우 최소단위수량의 확보를 통한 유동성 개선 및 블리딩율 억제 또한, 현장 적용성을 고려한 일축압축강도의 확보에 있어 사용 잔골재의 차이에 상관없이 BFS 6000 이상을 30% 범위에서 혼입하는 것이 가장 유효한 것으로 나타났다. 특히, SS의 유효 활용 측면에서 BFS 8000을 30% 범위에서 혼합하여 사용하면 유동성 개선 및 블리딩율 억제, 일축압축강도의 확보는 물론 현장 적용에 있어 가장 최적의 배합조건으로 나타났다. 한편, SS를 활용한 시멘트 개량토를 대상으로 유해물질 함유량 및 용출시험을 실시한 결과 모두 환경 기준치 이하를 만족하는 것으로 나타나 주변 환경에 미치는 영향은 없는 것으로 확인되었다.

This study aimed to investigate the influence of the conditioning properties such as pH, mixing speed and reaction time on the dewaterability of sewage sludge and compare the performance with the derived conditions at the different solid concentrations. Performance parameters including time to filter test (TTF), specific resistance to filtration (SRF) and water content showed the optimum result at the pH value of 3, the rapid mixing speed of 200 rpm, and the slow reaction time of 20 min. In case of 20,000 mg/L of TS, a dosage of 1.0 g inorganic conditioner/L-sludge decreased TTF, SRF, water content of dewatered sludge cake, turbidity of the supernatant from 146 to 22 sec, 2.0 × 1014 to 0.4 × 1014 m/kg, 81.6 to 74.8% and 112 to 51 NTU, respectively.

This study aims to develop solidifying agents of sewage sludge using industrial By-Products and evaluate applicability of the solidified sewage sludge. The result of this study shows that it was possible to reduce water content of the cover materials to more than 50% in a short time as a result of the excellent hygroscopic function of inorganic binder made from industrial by-products and the granulation of sludge. The result suggests that the appropriate mixed ratio of (PSA + CPA) − (GBFS + SM1) − (SAS + SM2) is 60-25-15, and input ratio of solidifying agent is 48%, considering the applicability of the facilities, including mixing performance and availability of discharge, as well as the percentage of moisture content of the solidified sewage sludge, pH, and exothermic temperature. The solidified sewage sludge made using industrial by-products met more than the standard of unconfined compressive strength 0.5 kg/cm2 (as for cover materials 0.1 MPa) in 7 days due to ground granulated blast furnace slag, high-calcium fly ash, and SAS. As a result, valid resource recovery is possible through the land treatment of sewage sludge by inducing in-situ stabilization of heavy metals and property strengths through the reactivity of industrial by-products.

In this study, anaerobic co-digestion experiments for mixtures consisting of sewage sludge with food wastewater and livestock wastewater were conducted to assess the methane yields, the volatile solids (VS) removal rates and the dynamic kinetics. An augmented simplex centroid design (ASCD) was employed to design the mixing rate of organic wastes for the anaerobic co-digestion. Also, synergistic effects on the anaerobic co-digestion were studied using models obtained by the ASCD. As a result, synergistic effects were not observed in terms of methane yield and VS removal rate. It was just showed that there was a linear relationship between the cumulative methane yield and the mixing rate of food wastewater. The results might be attributable that the sewage sludge and the livestock wastewater had very lower C/N ratio compared with food wastewater that had a C/N ratio within a range required for a correctly operating anaerobic co-digestion. Therefore, increasing mixing rates of food wastewater increased the methane yield and VS removal rate, but there was not a synergistic effect by the anaerobic co-digestion.

T-N and T-P in the filtrate from Sludge Treatment Process (STP) was returned to water treatment processing, because T-N and T-P are returned, it makes overload in Advanced Treatment Process. Removal efficiency of T-N and T-P are compared both at using polymer as simple method and at using PFS and polymer as complex method when coagulants was injected in Thickener. In simple method, removal efficiency of T-N and T-P were 95.68% and 99.29% for each. In complex method, removal efficiency of T-N and T-P were 98.07% and 99.90% for each. From the result, removal efficiency of complex method was highly better than simple method. According to increasing of removal efficiency, returned T-N and T-P loading to water treatment process was decreased (Reduced amount of T-N is 0.2309 kg/hr and TP is 0.0145 kg/hr). Also, the amount of a polymer used has been decreased to 80% by using PFS.

1. 각 시험구에서 재배 2년째 시기별 에너지작물의 초장을 조사한 결과, 하수슬러지 고화물을 처리한 시험구에서의 에너지작물 중 거대 1호의 생육이 가장 우수하였으며 원지반토에서는 생육이 미비하였다. 2. 원지반토의 거대 1호 초장은 재배 1년차 97 cm에서 2년차 229 cm로 141% 증가하여 성장폭이 하수슬러지 고화물을 처리한 두 시험구의 거대 1호에 비해 우수하였다. 3. 각 시험구의 토양 pH는 하수슬러지 고화물을 처리한 후 2년이 경과하여도 일정하게 pH 7.2~8.4의 수준을 유지하고 있었다. 원지반토의 염농도는 하수슬러지 고화물을 처리한 두 시험구에 비해 월등히 높은 것으로 나타났으며 원지반토의 평균 염농도(0.27%)는 1년차의 염분 농도(0.31%)와 비교하여 조금 감소한 것으로 나타났다. 4. 원지반토의 평균 치환성 나트륨(Ex. Na) 함량은 8.99 cmol+kg1으로 하수슬러지 고화물 혼합구의 평균치(0.7 cmol+kg1)에 비해 약 12배 높았으며, 하수슬러지 고화물을 처리한 두 시험구에 비해 월등히 높았다. 5. 하수슬러지 고화물 처리 후 에너지작물 재배 1년차와 2년차 동일시기(5월, 11월)의 토양 유기물 함량은 1년차에 비해 2년차 증가하였음을 알 수 있었고, 특히 하수슬러지 고화물 복토구의 유기물 함량의 증가폭이 가장 우수하였다. 6. 간척지 토양에 하수슬러지 고화물 처리는 토양 무기양분의 공급, 염류의 상향이동 완충 효과, 작토층 및 근권확대로 인한 지하경의 정상적인 번식이 이루어져 원지반토에 비해 에너지작물 생육이 우수하여 하수슬러지 고화물처리는 토양복토재로써 간척지 토양의 화학성 및 물리성 개선에 효과적이었음이 확인되었다.

Diverse studies are being conducted on sewage sludge treatment and recycling methods, but the demand for a lowcost treatment technology is high because the sewage sludge has an 80% or higher water content and a high energy consumption cost. For this purpose, the waste volume can be reduced and solid fuel can be obtained from the Thermal Hydrolysis Reaction (THR) that consumes a small amount of energy. The experiment was conducted at a reaction temperature of 170-220oC and maintain for 1 hour at the final temperature. According to the Capillary Suction Time (CST) and Time to Filter (TTF) evaluation, the dewater ability was good after the temperature reached 200oC and did not significantly differ at the 200oC and higher reaction temperatures. The heating value of the dehydrated solid product was 3,800-4,200 kcal/kg, and its yield rate decreased from approximately 80% to 60% with the increase in the reaction temperature. To evaluate the efficiency of anaerobic digestion, the water quality of the liquid product was analyzed based on the reaction temperature. At the temperatures of 200oC and higher, the concentration of ammonia, which increases the pH and hinders anaerobic digestion rapidly increased. From the overall evaluation of the dehydrating efficiency, solid fuel quality, and anaerobic digestion efficiency during the thermal hydrolysis of sewage sludge, it is concluded that the optimal operating temperature is 200oC.

본 연구에서는 하수슬러지 가수분해를 통해 생성되는 아미노산의 혐기성 분해과정을 알아보기 위해 각각의 아미노산 별로 혐기성 분해를 평가하였다. 아미노산의 개별 평가를 위해, 두 종류 아미노산간의 공동대사 반응인 stickland reaction은 제한시켰고, 혐기성분해가 진행되는 동안 COD, T-N, NH4＋-N, Biogas, CH4 등의 변화를 분석했다. 본 연구에서는 아미노산의 탈아미노화에 의해 생성되는 암모니아성질소를 통해 아미노산 분해율을 판단하였고, 이를 위해 각 아미노산의 질소농도를 1,000mg/L로 고정하여 연구를 진행하였다. 그 결과, 알라닌, 시스테인, 리신, 류신, 메티오닌, 아르기닌, 글리신, 히스티딘의 항목 중 시스테인, 류신, 메티오닌은 탈아미노화가 61.55%, 54.59%, 46.61% 밖에 이루어지지 않았다. 특히 시스테인과 메티오닌의 경우, 탈아미노화에 기인된 유기물질의 혐기성분해가 전혀 이루어지지 않았다. 이 3종류 아미노산이 폐수에 높게 함유되어 stickland reaction이 완벽하게 충족되지 않는 조건이라면, 이 아미노산들은 혐기성 소화 공정의 처리효율 저하의 원인이 될 수 있다고 판단된다.

본 연구는 수도권 매립예정 간척지 중 대규모의 유휴지에 농촌진흥청 국립식량과학원에서 특허 출원한 물억새의 일종인 거대억새1호, 간척지 자생 물억새 및 자생 갈대의 에너지 작물을 바이오에너지 생산 목적으로 쓰레기 매립 예정지에서 재배한 최초의 연구로서 매립예정 간척지의 적응성 및 활용가치가 높은 에너지 작물을 선정함과 동시에 간척지 토양의 하수슬러지 고화물 처리로 인한 에너지 작물의 생육 상태 모니터링 및 토양화학성의 변화를 조사하였다. 1. 각 시험구의 토양 pH범위는 6.7~8.3이었으며 하수슬러지 고화물을 처리한 시험구는 원지반토보다 낮은 pH를 나타내었다. 원지반토의 염농도는 하수슬러지 고화물을 처리한 시험구에 비해 높은 치환성 나트륨 함량을 보이며 높은 염농도를 나타내었다. 2. 하수슬러지 고화물 처리구의 토양 유기물 함량은 재식 초기에는 원지반토에 비해 4배와 7배 높았고, 생육후기에도 2.9~5.6%로 원지반토의 0.75%에 비해 많았다. 3. 각 시험구의 에너지 작물 생육조사결과 거대억새1호가 다른 에너지 작물에 비해 간척지 토양에 하수슬러지 고화물을 투입한 시험구에 대한 적응력이 우수한 것으로 판단되었다. 4. 간척지에 하수슬러지 고화물의 투입으로 인하여 염해 완충능이 향상되는 등 토양이화학성이 개선되었으며, 에너지 작물의 생육이 원지반토에 비해 양호했던 점을 보아 매립예정 간척지의 토양 복토제로서 활용 가능성을 확인하였다. 5. 각 시험구의 에너지 작물 수확 후 마른줄기 수량을 조사한 결과 거대억새1호는 타 에너지 작물에 비해 가장 높은 바이오매스량을 나타내며, 거대억새1호는 바이오에너지 생산을 위한 최적의 에너지 작물임을 확인하였다.