축분자원화물 발생 및 배출부하 원단위 특성

한기봉(Gee-Bong Han),이영신(Young-Siu Lee),임재명(Jai-Myug Lim) 유기성자원학회 2008 유기물자원화 Vol.16 No.4

돼지의 분뇨 발생량을 측정한 결과, 3계절과 생체 중량을 고려한 평균 분뇨 발생량은 분이 1.49kg/head/d, 뇨 3.08kg/head/d로서 총 4.57kg/head/d가 발생하였다. 오염물질 항목별 발생부하 원단위는 BOD 199.5g/head/d, CODCr 413.5g/head/d, 질소 27.8g/head/d, 총인이 5.3g/head/d로서 BOD를 제외한 기타 오염물질의 발생부하원단위는 기존 문헌상의 값과 유사하게 나타났다. 한우의 경우 분 발생량은 10.9kg/head/day 뇨 발생량은 3.3kg/head/day 으로 조사되어 농림부(2000)의 조사결과보다 다소 적게 나타났다. 젖소의 경우 분 발생량은 24.6L/head/day 로 다른 기관과는 차이가 났지만, 환경부(2006)의 자료와는 비슷하게 나타났으며, 뇨 발생량은 10.5L/head/day 로 농림부(2000)와 축산기술연구소(2000)보다는 높았지만, 환경부(2006)와 국립환경연구원(1986)과 한국과학기술원(1990)보다는 다소 낮게 조사되었다. 닭의 오염물질 배출량 및 농도분석 원단위를 통하여 산출된 배출부하 원단위는 사육두수 및 사료의 종류, 분의 처리방법의 상이함에 의해 산란계에서 높게 나타난 것으로 판단된다. 배출부하 원단위 중 사슴의 경우 기존의 문헌보다 높게 측정된 것은 사슴의 축종별 체중과 오염물질 발생량의 차이에 의한 것으로 판단된다. The generation amounts of manure and urine were total 4.57kg/head/d of 1.49kg manure/head/d and 3.08kg urine/head/d with consideration of 3 seasons and live weight. The finalized mean unit load generation of filth were estimated at BOD 199.5g/head/d, CODCr 413.5g/head/d, T-N 27.8g/head/d, T-P 5.3g/head/d with consideration of seasons and the type of stalls. The unit load generation of manure and urine from korean cow were analyzed as 10.9kg/head/day and 3.3kg/head/day, respectively. The unit load generation of manure from milch cow was analyzed to be 24.6L/head/day which was similar to the report of MOE(2006). The urine generation, 10.5L/head/day, was higher than the results from MOA(2000) and NIAR(2000), but was lower than the results from MOE(2006), NIER(1986) and KIST(1990). The unit load generation from egg layers estimated by discharged amount and concentration analysis increases in due to the difference of planting head numbers, feed stuffs and manure disposal. In case of deer unit load generation by herbivora were calculated to be higher than data from existing references because of the gap between weight per livestock and the generation amounts of manure and urine.

슬러지 응집효율이 침강특성에 미치는 상관관계에 대한 연구

한기봉(Gee-Bong Han),윤지현(Ji-Hyun Yoon) 유기성자원학회 2006 유기물자원화 Vol.14 No.1

런던협약의 영향으로 슬러지 처리의 중요성이 대두되고 있는 실정이므로 본 연구는 슬러지 처리에 대한 개선방안의 제시를 목적으로 유기성 폐수 및 하수처리장 슬러지를 대상으로 JAR test 및 교반장치를 부착한 침강 column을 이용하여 응집효율이 침강특성에 미치는 영향에 대한 실험을 실시하였으며 다음과 같은 결과를 얻었다. 최적의 침강효율을 얻기 위한 최소의 응집제 투여농도는 200mg/L의 경우로 나타났으며. 200mg/L 이상으로 PAC가 투여될 경우 각각의 임계슬러지 영역의 크기에서는 큰 변화가 없는 것으로 나타났다. 따라서 200mg/L로 투여되었을 때의 Clarification Rate(CR)은 임계슬러지 침강높이 비율이 0.4로 나타났으므로 CR = (Ho-Ht) / Ho = 1-0.4=0.6 로 산정되었다. MLSS농도가 높아질수록 슬러지 계면 침강속도는 감소하였으나 MLSS농도가 1,000mg/l 이상으로 증가하면 오히려 침강속도는 증가하는 것으로 나타났다. 이는 슬러지 농도가 1,000mg/l 이상으로 증가하게 되면 압밀침전영역으로 전이되어 상호작용에 의한 응집에 영향을 미치게 됨으로써 오히려 floc 형성에 긍정적인 영향을 미치기 때문이다. 슬러지 응집계면의 침강속도는 유기폐수 활성슬러지의 평균 침강속도 4.25×10-3/min보다 하수처리장슬러지의 평균 침강속도가 28.66x10-3/min로 6.7배 높은 것으로 나타났다. 유기성 폐수 활성슬러지는 PAC의 투여량이 200mg/l 이하일 때는 침강속도 증가율보다 CR의 증가율이 더 컸으나 200mg/l 이상일 때는 CR의 증가율보다 침강속도 증가율이 더 커졌음을 알 수 있었다. 그러나 하수슬러지의 경우는 PAC 투여량이 증가함에 따라 CR의 변화율에는 차이가 적었으나 침강속도는 200m/l이상일 때 차이가 급격히 증가하였다. 따라서 응집제 투여효과는 상등수의 SS제거율 효과보다는 MLSS의 침강속도에 더 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있다. In these days, the importance of sludge treatment is emerging due to the London Convention, so this study was conducted to propose the alternatives for the improved sludge treatment on the organic wastewater and sewage sludge with JAR test and settling column equipped with stirrer. The minimum coagulant dosage to earn the optimum sludge settling efficiency resulted from 200mg/l and each critical sludge settling interface showed no distinct difference when PAC was dosed over 200mg/l. Accordingly, Clarification Rate(CR) with 200mg/l dosage was calculated to CR=(Ho-Ht) / Ho=1-0.4=0.6 because the critical sludge settling height stopped at 0.4. The settling velocity of sludge interface was decreased with the increase of MLSS concentration but rather increased with MLSS concentration over 1,000mg/l. This resulted from positive effect of interacted coagulation for floc formation by transfer to the zone of compressed settling when MLSS concentration increased over 1,000mg/l. The settling velocity of sludge interface showed 28.66x10-3/min for average settling velocity of sewage sludge which is 6.7 times higher than 4.25x10-3/min for average settling velocity of organic wastewater sludge. The increasing rate of CR for organic wastewater activated sludge was higher than that of settling velocity under 200mg/l of PAC dosage but settling velocity was higher than CR over 200mg/l of PAC dosage. However, in case of sewage sludge, the differential rate of CR was low when PAC dosage was increased but the settling velocity was suddenly increased with over 200mg/l dosage. Therefore coagulation effect was more efficient to MLSS settling velocity rather than SS removal effect in the supernatant.

질산화와 무기영양 독립탈질화의 연계처리에 의한 질소제거에 관한 연구

한기봉(Gee-Bong Han),정다영(Da-Young Jeong),우미희(Mi-Hee Woo),김소연(So-Yeon Kim),김비오(Bio Kim) 유기성자원학회 2008 유기물자원화 Vol.16 No.2

다공성 담체에 형성된 미생물을 이용한 질소화합물 제거를 위하여 질산화와 탈질의 연계처리에 의한 연구를 수행하였다. NH4-N의 질산화 및 황담체를 전자공여체로 제공하여 독립영양 탈질이 유도되도록 실험을 수행한 결과 다음과 같은 결론이 도출되었다. 유입 농도 및 HRT의 변화에 따라 미생물에 대한 NH4-N의 부하량 (F/MN비)이 0.0062~0.034 gNH4-N/g MLVSS·day의 범위에서 증가할 경우 부하량 증가에 따른 질산화 율은 감소하는 경향을 나타내었다. 같은 범위의 F/MN비(유입부하)일 경우 HRT 6시간보다 8시간으로 운전하였을 때가 알칼리도 소모량이 더 높게 나타났다. 따라서 유입 NHN-N 농도가 높아짐에 따라 증가된 유입부하가 질산화 효율 증가에 미치는 영향보다는 같은 F/MN비(유입부하)일 때 유입유량 변화로 인한 체류시간이 증가할수록 더 질산화의 효율 향상에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. EBCT의 변화에 따른 탈질효율은 8.4hr 이상으로 유지될 때는 평균 25% 이상으로 나타났으나 4.6hr으로 줄어들 때는 평균 5%로 크게 감소함으로써 EBCT는 최소한 8.4hr 이상을 유지하는 것이 더 효율적임을 알 수 있었다. 또한 탈질효율은 NO3-N의 황담체 단위체적 당 유입부하가 0.5~2.0kg NO3-N/m3·day 의 범위에서 낮아질수록 반비례하여 증가함을 알 수 있었다. Removal of nitrogen compound under nitrification related with denitrification by biofilm which developed on the porous media was investigated. With the investigation of NH4-N nitrification and autotrophic denitrification supplied with sulfur media as electron donor, conclusions were retrieved as follows. When F/MN ratio of NH4-N was increased from 0.0062 to 0.034 gNH4-N/g MLVSS·day by the change of influent concentration and HRT the nitrification rate decreased as the increase of loading rate. Also under the same conditions of F/MN ratio, the alkalinity consumption rate of operation was higher at 8 hours of HRT than at 6 hours of HRT. Accordingly the influent loading rate variation by detention time with influent flow influenced more on the nitrification efficiency than the influent loading rate variation by the influent concentration did. Denitrification rate with various EBCT(Empty Bed Contact Time) showed average 25% at 8.4hrs of EBCT but sharply decreased average 5% at 4.6hrs of EBCT, so the operation would be more effective at above 8.4hrs of EBCT. Also denitrification rate was known to be adversely increased as NO3-N loading rate per unit volume of sulfur-media was decreased within the range of 0.5~2.0 kgNO3-N/m3·day.

하수처리 : 조합형 생물막 공정에서 유기물질과 영양염류의 제거특성

이경숙 ( Gyung Sook Lee ),한기봉 ( Gee Bong Han ),권오상 ( Oh Sang Kwon ),류덕희 ( Doug Hee Rhew ),임연택 ( Yeon Taek Rim ),이영준 ( Young Joon Lee ) 대한상하수도학회 2003 공동추계 학술발표회 논문집 Vol.2003 No.-

이상 혐기성 소화 공정을 통한 슬러지 발생량 저감과 바이오가스 생산에 관한 연구

우미희(Mi Hee Woo),한기봉(Gee Bong Han) 大韓環境工學會 2010 대한환경공학회지 Vol.32 No.9

슬러지 감량 효율을 높이기 위해 오존전처리와 고·액분리조를 이용한 이상 혐기성 소화 공정 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. 오존전처리를 통한 슬러지의 고형물 농도는 평균 TSS 8.3±2.0%, VSS 9.2±2.8%의 감소율을 나타내었다. 유기물 농도인 TCOD는 평균 5.1±2.4% 감소하는 반면 SCOD는 평균 72.0±6.5% 증가하였는데, 이는 오존으로 인해 세포내의 고분자 유기물이 용출되어 가용화되었기 때문이다. 이상 혐기성 소화 공정의 반응조별 소화가 진행됨에 따라 평균 TSS 21.5±3.4%, VSS 20.2±8.4%, TCOD 32.1±7.9%, SCOD 22.1±7.2%의 농도가 감소하였다. 최대 메탄생성량은 177.6 mL CH₄/g TSS, 210.8 mL CH₄/g VSS, 127.0 mL CH₄/g TCOD, 1452.0 mL CH₄/g SCOD이었다. 이상 혐기성 소화와 MLE 하수처리 공정의 연계처리 후 고형물 물질수지 결과 TSS 93.8%, VSS 92.0%의 감소율을 보였다. 이상 혐기성 소화 공정은 슬러지 처리 문제 해결과 신 재생에너지인 바이오가스 회수의 가능성을 보여줌으로서 향후 슬러지 감량에 해결책이 될 수 있을 것으로 사료된다. We coordinated the experiments with ozone pretreatment and two-phase anaerobic digestion using solid-liquid separation to raise the efficiency of sludge volume reduction and obtained the following results. The pre-treatment with ozone reduced the solid concentration in the average of 8.3±2.0% TSS and 9.2±2.8% VSS. Of the organic material, TCOD decreased 5.1±2.4%, but SCOD showed 72±6.5% increased, which was due to destruction of the cell wall and dissolution of icell media by the powerful oxidative stress of ozone. During the two-phase anaerobic digestion process, we achieved the reduction of 21.5±3.4% TSS, 20.2±8.4% VSS, 32.1±7.9% TCOD and 22.1±7.2% SCOD in average. The maximum methane gas production were 177.6 mL per g TSS, 210.8 mL per g VSS, 127.0 mL per g TCOD and 1452.0 mL per g SCOD, respectively. Solid material reduction through the two-phase anaerobic digestion and MLE (Modified Ludzack-Ettinger) processes were 93.8% of TSS and 92.0% of VSS. We concluded that suggested two-phase anaerobic digestion and MLE process could achieve the reasonable production of biogas and a maximum reduction of the sludge volume.

삼염화에틸렌을 분해하는 유전자재조합 토양세균에 관한 연구

김영준(Young-Jun Kim),한기봉(Gee-Bong Han),정재춘(Jae-Chun Chung) 유기성자원학회 2003 유기물자원화 Vol.11 No.4

토양미생물인 Ralstonia eutropha JMP134는 세균의 염색체상의 페놀분해경로를 통하여 삼염화에틸렌(TCE)을 분해하는 특정이 있다. 이전의 실험에서 본 세균으로부터 분리된 페놀분해효소가 단독으로 삼염화에틸렌을 분해하는 것을 밝힌바 있다. 본 실험에서는 페놀분해효소를 생성하는 유전자를 유전자 재조합방법 을 통하여 plasmid에 cloning한 유전자 재조합세균 R. eutropha AEK301을 대상으로 TCE의 분해능을 실험하였다. AEK301은 페놀에 의한 유도작용 없이도 여 러 유기물의 존재하에서 TCE를 분해하는 것으로 나타났다. 본 세균은 005%의 에탄올이 유일한 탄소원으로 제공된 배양액에서 TCE의 농도 200,uM 까지 거의 분해하였으며 농도 400tLM에서는 약 70%77)-지 제거하는 특성을 보여주었다. The suain RaLstoηia eutropha JMP 134 (formerly Alcaligenes eutrophus JMPI34) can dεgrade trichloroerhylene (TCE) through a chromosomal phenol-dependent parhway. The phenol hydroxylase was previously found to be a single responsible enzyme for TEC degradation. Here, we demonstrate rhat a recombinant bacterium, R. eutropha AEK301, one of Tin5 -induced murants of MP134 containing a recombinant plasmid pYK3011, degrades TCE in rhe absence of inducer, phenol and in rhe presence of various carbon sources. Complete removal ofTCE (50μM) was observed in minimal medium containing only 0.05% erhanol as a carbon source within 24 hours. The bacterium removed 200~ ofTCE to below detectable level within two days under nonselective pressure. When TCE concentration was increased up to 400μM, rhe degradation had been continued until two days, rhen ceased wi버 removal of70% of detectable TCE.

하수처리 : 생물막공정에서 부하변화에 따른 오수처리 효율에 관한 비교연구

이경숙 ( Gyung Sook Lee ),한기봉 ( Gee Bong Han ),안우정 ( Woo Jung Ahn ),홍성민 ( Sung Min Hong ) 대한상하수도학회 2002 공동추계 학술발표회 논문집 Vol.2002 No.-

슬러지처리 : 이상 혐기성 소화 공정을 통한 잉여슬러지 저감과 바이오가스 생산에 관한 연구

우미희 ( Mi Hee Woo ),한기봉 ( Gee Bong Han ) 한국물환경학회 ( 구 한국수질보전학회 ) 2009 공동 추계학술발표회 Vol.2009 No.-

혐기조-간헐포기조-개량조로 구성된 영양소 제거 공정에서 온도의 영향

강영희 ( Young Hee Kang ),한기봉 ( Gee Bong Han ) 한국물환경학회 ( 구 한국수질보전학회 ) 2006 한국물환경학회지 Vol.22 No.4

2002년 추계학술발표회 논문집 : B. 발표장 (314호) ; 하수처리 : 생물막공정에서 부하변화에 따른 오수처리 효율에 관한 비교연구

이경숙 ( Gyung Sook Lee ),한기봉 ( Gee Bong Han ),안우정 ( Woo Jung Ahn ),홍성민 ( Sung Min Hong ) 한국물환경학회 ( 구 한국수질보전학회 ) 2002 공동 추계학술발표회 Vol.2002 No.-