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혐기성 연속 회분식 공정에 의한 도시하수슬러지 소화시 고액분리 특성에 따른 처리효율평가
허준무,박종안 한국환경보건학회 2002 한국환경보건학회지 Vol.28 No.5
The objective of this study was to evaluate the performances of the ASBR under critical conditions of solid-liquid separation, caused by extremely high solids concentration, for wider application of the ASBR to various wastes. The ASBRs and completely-mixed daily-fed control runs were operated using a municipal mixed sludge at 35oC and 55oC. Conversion of completely-mixed daily-fed reactor to sequencing batch mode and changes in HRT of all ASBRs were easily achieved without adverse effect, regardless of digestion temperature. Solids accumulation was remarkable in the ASBRs, and directly affected by settleable solids concentration of the feed sludge. Noticeable difference in solids-liquid separation was that flotation thickening occurred in the mesophilic ASBRs, while gravity thickening was a predominant solid-liquid separation process in the thermophilic ASBRs. Solids profiles at the end of thickening step dramatically changed at solid-liquid interface, and slight difference in solids concentrations was observed within thickened sludge bed. Organics removals based on subnatant or supernatant after thickening always exceeded 80% in all reactors. Thickened sludge volume and gas production of the ASBRs affected mutually. Gas production increased as thickened sludge accumulated, and continuous gas evolution during thickening could cause thickened sludge to expand or resuspend. Thickened sludge volume exceeding a predetermined withdrawal level resulted in loss of organic solids as well as biomass during withdrawal step, leading to decrease in gas production and SRT. Such an adverse mutual effect was significant in gravity thickening, while it was not sensitive in flotation thickening. Changes in organic loading had no significant effect on organic removals and gas production after build-up of solids in the ASBRs. 중온과 고온의 혐기성 연속회분식 공정(anaerobic sequencing batch reactor ; ASBR)에서 소화슬러지의 고액분리특성이 처리효율에 미치는 영향을 규명하고자 하였다. 연구결과 침전가능 고형물농도가 높은 도시하수슬러지 처리시 고액분리특성 및 고액분리형태가 전체처리의 안정성 및 처리효율에 상당한 영향을 미쳤다. 중온ASBR에서는 부상농축현상이 일어났으나, 고온ASBR에서는 중력농축에 의한 고액분리가 일어났으며, 상대적으로 고온 ASBR의 처리효율이 우수하였다. 그리고 수리학적 체류시간, cycle period 및 고액분리형태는 소화슬러지의 농축특성과 임계 고형물농축을 지배하는 중요한 인자였다. 중온ASBR에서 고액분리 후 농축슬러지베드용적(thickened sludge bed volume)은 매우 중요한 운전 요소이며, 소화슬러지의 중력농축특성은 배출시 농축고형물의 유실현상과 침전시 계속적으로 발생하는 소화가스에 의한 슬러지계면의 파괴현상 및 슬러지베드의 불안정성을 야기시켜 처리효율을 감소시켰다. 중력농축의 경우 소화가스와 슬러지농축용적간의 상호작용(cyclic mutual effect)이 주기적으로 일어났으나, 부상농축에서는 이러한 현상이 일어나지 않았다.I. Introduction
허준무,김종수,이인형,전승렬 한국환경농학회 2004 한국환경농학회지 Vol.23 No.2
The objective of this study is to determine the optimum conditions of operational parameters using factorial design for phenol degradation in photocatalytic oxidation reactors. Factorial design is widely used to select the dominant factors and their ranges in experiments involving several factors where it is nece- ssary to study the effect of factors on a response. The effects of initial concentration of phenol, intensity of UV light and surface area of catalyst on phenol degradation were investigated. Two levels were considered in this study so that the experiment was a 23 factorial design with three replicates. The experimental results show that an increase in initial concentration of phenol from 5 to 50 mg/L, intensity of UV light from 5,000 to 20,000 μW/cm2, and surface area of catalyst from 740 to 2,105 cm2 enhanced the phenol degradation rate by an average of 1.86, 1.79, and 2.10 mg/Lhr, respectively. Interaction effects do not appear to be as large on the phenol degradation rate as the main effects of single factors. The optimum working condition for photocatalytic oxidation reactors, despite the higher three factors the better removal rate, is the highest surface area of catalyst. 폐수내의 오염물질 제거를 위해 광촉매 산화반응조의 운영인자로 선택한 대상물질의 초기농도, 자외선의 강도, 촉매의 표면적에 대해 실험을 수행하여 각 인자 수준에 따른 페놀농도의 제거율을 조사하고, 분산분석법을 통해 오차에 의한 영향을 평가하고, 요인분석법을 적용하여 각 인자 및 인자 사이의 상호작용 효과를 계산하여 광촉매 산화반응조의 최적운영 조건을 도출하였다. 광촉매 산화반응조의 실험인자로 선택한 페놀의 초기농도, 자외선의 강도, 촉매의 표면적이 페놀의 제거 량에 미치는 정도를 조사하기 위하여 각 인자의 수준을 3가지로 변화시키고 반복횟수 3회인 예비실험을 통해, 각 인자의 수준변화가 페놀의 제거에 영향을 미칠 수 있다는 것을 분산분석법으로 검증하였으며, 시간당 페놀 제거농도는 각 인자의 수준을 각각 50 mg/L, 20,000 μW/cm2, 2,105 cm2일 때 가장 높았다.광촉매 산화반응조의 실험인자로 선택한 페놀의 초기농도, 자외선의 강도, 촉매의 표면적이 각각 페놀의 제거에 미치는 영향과 인자와 인자 사이에 존재하는 상호작용의 영향을 규명하기 위하여 각 인자의 수준이 2가지이고 반복횟수가 3회인 요인분석 실험을 수행하였다. 페놀의 초기농도를 5에서 50 mg/L로, 자외선 강도를 5,000에서 20,000 μW/cm2로, 촉매의 표면적을 740에서 2,105 cm2로 증가시킴으로써 얻을 수 있는 페놀농도의 제거율은 각각 1.86 및 1.79와 2.10 mg/Lhr 이었으며, 인자와 인자 사이의 상호작용 효과는 페놀의 초기농도와 촉매의 표면적 사이에 존재하는 상호작용의 영향을 제외하고는 각 인자들의 주 효과에 비교하여 페놀의 제거농도에 미치는 영향이 상대적으로 적었다. 따라서 각 인자의 수준을 높은 방향으로 운영하는 것이 가장 많은 대상물질을 제거할 수 있지만, 광촉매 산화반응조로 유입되는 오염물질의 농도를 조절하기 곤란하고, 자외선의 강도 증가 또한 전력비등으로 한계가 예견되므로, 대상물질의 제거에 가장 큰 영향을 미치는 촉매의 표면적을 증가시키는 것이 광촉매 산화 반응조를 효율적으로 운영하는 방안이라고 판단된다.