하수처리수의 재이용을 위한 정밀여과-역삼투막 2단 여과공정 적용시 투과성능 평가

한영립 ( Young-rip Han ),정병길 ( Byung-gil Jung ) 한국환경기술학회 2012 한국환경기술학회지 Vol.13 No.2

본 연구는 정밀여과-역삼투막(MF-RO) 2단 여과공정을 이용한 하수처리수(2차침전지 유출수, 모래여과지 유출수)의 막여과시 투과수량, 역세척 방법 및 투과유속 등의 변화에 따른 막오염 및 처리수의 특성 등 공정별 최적 운전조건 도출 및 공업용수로의 재이용 방안을 평가하고자 하였다. 실험결과 하수처리장 2차침전지 유출수(E-1) 및 사여과지 유출수(E-2)의 막여과(MF-RO)공정적용시 동일 운전조건(1회 여과주기(30 min 운전/1 min 역세정))에서 각각 평균 15.2L/cycle·module 및 20.3 L/cycle·module으로, 2차침전지에서 사여과 공정까지 거친 최종방류수를 이용한 재이용 방안이 더 효과적인 것으로 나타났다. 또한 Run 3 운전조건(운전압력 20 psi, 설계 Flux 256.4 LMH)에서 여과주기 당 평균 23.5 L/cycle·module의 여과수량과 회복율 98%이상을 유지하여 가장 안정적 조건으로 나타났다. 정밀여과-역삼투막(MF-RO) 2단 여과공정을 이용한 하수처리수의 생산수질은 하천유지용수, 공업용수, 농업용수 등 모든 기준치를 만족하여 지역특성에 맞는 선택적인 하수처리수의 재이용이 가능할 것으로 판단된다. The objectives of this research are to investigate permeate, flux variations and backwashing methods according to characteristics of pretreatment of the wastewater by means of two stage microfiltration-reverse osmosis(MF-RO) membranes for both effluent wastewater(E-1) and effluent of sand filtration(E-2) and to evaluate the reclamation of wastewater for industrial water. The results show that averages of permeate with the two stage microfiltration-reverse osmosis(MF-RO) membranes for wastewater(E-1) and effluent of sand filtration(E-2) are 15.2 L/cycle·module and 20.3 L/cycle·module when a same operation condition(30 min operation and 1 min backwashing). Consequently, the results presented in this paper show that treating with the two stage microfiltrationreverse osmosis(MF-RO) membranes for effluent of sand filtration(E-2) is a better method. Moreover, the operation conditions for Run 3 (operation pressure: 20 psi and design flux: 256.4 LMH) are the most stable conditions which provided that average permeate is 23.5 L/cycle·module and recovery efficiency is 98%. It is possible to provide river maintenance water, industrial water and agricultural water with reclamation of wastewater treated with the two stage microfiltration-reverse osmosis(MF-RO) membranes.

석유화학폐수슬러지와 유기성 폐기물 혼합에 의한 연소특성 및 고형연료 폐기물화 재활용에 관한 연구

한영립 ( Young Rip Han ),최영익 ( Young Ik Choi ) 한국환경과학회 2015 한국환경과학회지 Vol.24 No.2

This objectives of research are to figure out combustion characteristics with increasing temperature with petrochemical sludge by adding wasted organic matters which are waste electric wire, anthracite coal and sawdust, and to exam heating value and ignition temperature for using refused derived fuels(RDFs). After analyzing TGA/DTG, petrochemical sludge shows a rapid weight reduction by vaporing of inner moisture after 170℃. Gross weight reduction rate, ignition temperature and combustion rates represent 68.6%, 221.9℃ and 54.1%, respectively. In order to assess the validity of the RDFs, the petrochemical sludge by adding wasted organic matters which are waste electric wire, anthracite coal and waste sawdust. The materials are mixed with 7:3(petrochemical sludge : organic matters)(wt%), and it analyzes after below 10% of moisture content. The ignition temperatures and combustion rates of the waste electric wire, anthracite coal and waste sawdust are 410. 6℃, 596.1℃ and 284.1℃, and 85.6%, 30.7% and 88.8% respectively. In heating values, petrochemical sludge is 3,600 kcal/kg. And the heating values of mixed sludge (adding 30% of the waste electric wire, anthracite coal and waste sawdust) each increase up to 4,600 kcal/kg, 4,100 kcal/kg and 4,300 kcal/kg. It improves the ignition temperatures and combustion rates by mixing petrochemical sludge and organic matters. It is considered that the production of RDFs is sufficiently possible by using of petrochemical sludge by mixing wasted organic matters.

염색폐수의 생물학적 처리효율 향상을 위한 마이크로-나노버블 오존산화 장치의 적용에 관한 연구

한영립 ( Young-rip Han ),이기형 ( Ki-hyung Lee ),정진희 ( Jin-hee Jung ),강동효 ( Dong-hyo Kang ),최영익 ( Young-ik Choi ) 한국환경기술학회 2011 한국환경기술학회지 Vol.12 No.2

본 연구는 기존 오존산화(conventional bubbles ozonation; CB-OZ) 시스템의 단점인 낮은 오존용해효율 및 처리효율을 증가시키기 위한 방안으로 마이크로-나노버블 오존산화(micro-nanobubbles ozonation; MNB-OZ) 시스템을 이용한 오존 용해특성을 살펴보고, 또한 염색폐수 처리수의 공업용수 재이용을 위한 처리특성 및 생물학적 전처리로서 염색폐수의 생분해 특성 등을 평가하는데 그 목적이 있다. 본 연구에 사용된 염색폐수는 B시 소재 염색폐수처리장에 유입되는 원수와 최종처리수를 대상으로 하였으며, 실험장치는 마이크로-나노버블 발생장치와 오존발생장치로 구성된 유효용량 400L의 MNB-OZ 시스템을 사용하였으며, 또한 비교실험을 위해 같은 용량의 CB-OZ 시스템을 사용하였다. 실험결과 MNB-OZ 시스템을 이용하여 0.5 ㎛ 이하의 미세기포를 발생시켜 물질전달속도가 크게 향상됨에 따라 오존의 접촉효율이 증대되고 오존의 높은 용해도를 기대할 수 있어 경제적인 효과도 클 것으로 예상되었다. MNB-OZ 시스템을 이용한 염색폐수 처리수의 오존산화 실험을 통해 공업용수의 재이용기준인pH 6.5∼8.5, SS 10 mg/L 이하, BOD 6 mg/L 이하, 탁도 10 NTU 이하, 대장균군수 1,000 이하를 모두 만족하여 공업용수로서의 재이용 가능성을 엿볼 수 있었다. 또한 염색폐수 원수의 MNB-OZ 시스템 적용결과 생분해도의 지표인 BOD₅/COD_Cr 비가 초기 0.32에서 0.48로 증가하여 생물학적 처리를 위해 적당한 값인 0.4 이상의 값을 만족하여 MNB-OZ 시스템을 통해 생분해도의 향상을 가져왔으며, 기타 TOC, SS, 색도, 탁도 UV₂₅₄등의 제거효율이 각각 15.6%, 74.7%, 70.7%, 63.0%, 32.6%로 조사되어 난분해성 유기물, 유해 유기화합물 등을 다량 함유한 고농도 염색폐수의 오염부하량을 전처리 단계에서 저감시켜 생물학적 처리시설에 도입함으로서 고농도폐수의 안정적이고 효율적인 처리가 가능할 것으로 사료된다. The main objectives of this research are to investigate characteristics of ozone solubility due to low solubility of traditional ozone generators, evaluate the treatment characteristics of reclaiming textile wastewater for industrial water, and analyze characteristics of biodegradable of the textile wastewater for biological pre-treatment by means of micro-nano bubbles ozonation(MNB-OZ) system. The textile wastewater used in this research was obtained from influent and final effluent of the textile wastewater in B city in South Korea. There is a 400 L reactor which consists of a micro-nano bubble system and a ozone generator for this experiments. As a result of generating micro-nano bubbles by using of the MNB-OZ system, the size of micro-bubbles was shown to be below 0.5 ㎛. It improved ozone solubility due to higher ozone transfer rates. Consequently, the shorter ozonation time clearly indicates the lower power costs. The reported results clearly indicated that the MNB-OZ system can be effectively and inexpensively. Results of the experiments through the MNB-OZ system in this study satisfy all reclaiming standards as industrial water: pH 6.5~8.5, SS 10 mg/L or below, BOD5 6 mg/L or below, turbidity 10 NTU or below, Coliforms 1,000/100 mL or below. Therefore, there is a possibility of the reclaiming of the textile wastewater as industrial water. Moreover, an index of biodegradable, that is BOD₅/COD_Cr (reasonable ratio value; 4.0), increased from 0.32 to 0.48. when influent textile wastewater was applied by the MNB-OZ system. Removal efficiencies for TOC, SS, color, turbidity and UV₂₅₄ were 15.6%, 74.7%, 70.7%, 63.0% and 32.6% respectively. Influent textile wastewater contains persistent organic pollutants and harmful organic compounds that were ozonated and assessed of biodegradability. By doing this, treatment of recalcitrant influent textile wastewater could be feasible with the employed MNB-OZ system effectively and safely.

폐 PCBs의 미분쇄 공정 적용에 따른 유가금속 분포 특성 및 금속침출 향상에 관한 연구

한영립 ( Young Rip Han ),최영익 ( Young Ik Choi ) 한국환경과학회 2015 한국환경과학회지 Vol.24 No.2

The main objective of this study is to recovery valuable metals with metal particle size distributions in waste cell phone PCBs(Printed Circuit Boards) by means of pulverization and nitric acid process. The particle size classifier also was evaluated by specific metal contents. The PCBs were pulverized by a fine pulverizer. The particle sizes were classified by 5 different sizes which were PcS1(0.2 mm below), PcS2(0.20~0.51 mm), PcS3(0.51~1.09 mm), PcS4(1.09~2.00 mm) and PcS5(2.00 mm above). Non-magnetic metals in the grinding particles were separated by a hand magnetic. And then, Cu, Co and Ni were separated by 3M nitric acid. Particle diameter of PCBs were 0.388~0.402 mm after the fine pulverizer. The sorting coefficient were 0.403~0.481. The highest metal content in PcS1. And the bigger particle diameter, the lower the valuable metals exist. The recovery rate of the valuable metals increases in smaller particle diameter with same leaching conditions. For further work, it could improve to recovery of the valuable metals effectively by means of individual treatment, multistage leaching and different leaching solvents.

연구논문 : 마이크로-나노버블 반응조를 이용한 미생물성장 동력학 계수의 추정에 관한 연구

한영립 ( Young Rip Han ),정병길 ( Byung Gil Jung ),정유진 ( Yoo Jin Jung ),조도현 ( Do Hyun Cho ),성낙창 ( Nak Chang Sung ) 한국환경과학회 2010 한국환경과학회지 Vol.19 No.5

마이크로-나노버블 및 일반버블 산기장치 시스템의 산소전달효율 비교 연구

한영립 ( Young Rip Han ),최영익 ( Young Ik Choi ),윤태경 ( Tae Kyung Yoon ),이강춘 ( Gang Choon Lee ),정병길 ( Byung Gil Jung ) 한국수처리학회 2011 한국수처리학회지 Vol.19 No.5

The main objective of this study was to evaluate the comparative analysis of oxygen transfer efficiencies between MNB(Micro-nano bubble) and CB(conventional bubble) diffuser systems for application of wastewater treatment processes such as flotation, aeration, water reclamation and so on. The bubble size of the MNB diffuser system was shown to be below 0.5 ㎛, and a proper air flowrate was 1.0 L/min. When the proposed MNB system compared with the CB diffuser system, the overall oxygen transfer coefficient (KLa), standard oxygen transfer rate (N) and volumetric oxygen transfer rate (VOTR) values were 11.67 (13.18), 11.80 (13.08) and 3.23 (13.14) times higher for influent (effluent) dyeing wastewater in the same initial conditions at air flow rate (1.0 L/min) under standard conditions (20℃, 1 atm), respectively. Therefore, the MNB diffuser system is expected to be much better effective technology on water and wastewater treatment processes.

선회식-가압부상공정을 이용한 음폐수의 처리특성

최영익 ( Young-ik Choi ),한영립 ( Young-rip Han ),김진보 ( Jin-bo Kim ),성낙창 ( Nak-chang Sung ),정병길 ( Byung-gil Jung ) 한국환경기술학회 2014 한국환경기술학회지 Vol.15 No.2

본 연구에서는 음폐수 처리를 위해 선회식 가압부상공정을 적용하였다. 본 연구는 재순환량, 공기량 및 압력 변화와 같은 세 가지 운전인자의 영향을 부유물질(SS) 제거특성을 중심으로 평가하는데 그 목적이 있다. 선회식 가압부상장치에 대한 수돗물의 총괄물질전달계수(K_La)의 값을 추정하기 위해 공기유량을 1.2 L/min, 압력 3 kgf/cm²에서 시간에 따른 DO 농도변화를 측정한 결과 포화상태에 도달한 시간은 30분으로, 이때의 DO 농도는 6.50 mg/L를 나타내었다. 이 측정값을 토대로 표준상태(20℃)로 보정하여 계산된 총괄물질전달계수(K_La)의 값은 7.73 hr^-1로 산정되었다. 또한, 음폐수에 대한 선회식 가압부상장치 실험에서 재순환량 및 압력이 증가할수록 SS 제거효율증가하는 것으로 나타났으며, 적정 공기량은 1.2 L/min로 나타났다. Cyclonic-dissolved air flotation(CDAF) process was applied to food wastewater treatment. This research was performed in three main operating parameters such as recycled wastewater, air flow rate and pressure and focused on removing SS(suspended solids). As a result of measuring a dissolved oxygen(DO) concentration variance according to operating time under 1.2 L/min of air flow and 3 kgf/cm² of pressure in order to evaluate the value of coefficient of mass transfer(K_La) of tab water for the CDAF system, the time reaching saturation was 30 minutes, and DO concentration at that time was 6.50 mg/L. Based on this measured value, the K_La into standard state(20℃) was calculated to be 7.73 hr^-1. Besides, as recycling water and pressure increased at the experiment of the CDAF system for food wastewater, it was found that SS removal efficiency increased, and the optimal air flow was found to be 1.2 L/min.

매립장 침출수 처리시 음식물 폐수 및 재활용 세척폐수의 연계처리에 의한 생물학적 처리효율 향상

최영익 ( Young-ik Choi ),고말석 ( Mal-seok Ko ),윤태경 ( Tae-kyung Yoon ),한영립 ( Young-rip Han ) 한국환경기술학회 2012 한국환경기술학회지 Vol.13 No.1

본 연구는 음식물처리장에서 유출되는 음식물 폐수와 재활용품 세척수 등을 침출수처리장 침출수와 병합 처리하기 위한 적정한 공정 운영방안과 개선안을 도출하고자 하였다. 매립안정화 단계의 매립지에서 발생하는 침출수는 총인과 총질소 농도가 상대적으로 높고 음식물 폐수는 BOD, COD와 같은 유기물의 농도가 매우 높은 수질특성을 보인다. 침출수의 C/N비는 매우 낮아 평균 0.32이었으나 음식물 폐수와 재활용 세척폐수의 유입 후에 C/N비는 평균은 약 0.83으로 거의 3배 증가하였다. 또한 음식물 폐수 및 재활용품 세척폐수의 BOD 기여도를 평가하기 위해 BOD량을 메탄올 량으로 환산한 결과 일일 평균 약 103.8 kg 및 88.3 kg이며, 이를 메탄올 가격으로 환산하면 연간 약 10,809천원 및 9,188천원으로 평가되었다. 또한, 음식물폐수와 재활용 세척폐수의 처리는 쓰레기 분리수거 이후에 발생되는 전국적인 현안 사항이므로 단순이 기피폐수로만 취급할 것이 아니라 침출수처리 공정과 연계하여 외부탄소원으로 활용할 수 있는 방안들이 적극적으로 검토되어야 하며, 연구대상 침출수 처리공정에서와 같이 침출수처리공정의 생물학적 탈질반응 탄소원으로 충분히 활용 가능한 것으로 판단된다. 인은 화학적 응집공정으로 처리하여 고도처리를 할 수 있는 방안을 모색하였다. The present research aimed to suggest proper operating process methods for food waste flowing out from a food treatment plant of recycled wasted products and leachate from the landfill site. Leachate has relatively high concentration of total phosphorous and total nitrogen. The washing water of the recycled wasted products shows that the concentration of organic matters like BOD and COD are relatively very high. The C/N ratio of leachate is very low (an average of 0.32), but after adding food waste water and the recycled wasted products washing water, the average of C/N ratio was around 0.83. It increased by almost three times. Accordingly, it can be evaluated that the contribution of organic matters for denitrification in food waste water and the recycled wasted products washing water is significantly high. In stead of simply handling food waste water and the recycled wasted products washing water, the methods capable of utilizing it as external carbon sources should be actively investigated in linkage with a leachate treatment process. A method capable of raising process efficiency is that the food waste water and the recycled wasted products washing water are utilized as external carbon sources etc. The phosphorous could be treated well by using chemical coagulation processes.

선박용 고도수처리장치에서 MBR 복합 적용에 따른 SBR 공법의 침전공정 제어를 통한 평가

최영익 ( Young-ik Choi ),윤영내 ( Young-nae Yoon ),서민성 ( Min-seong Seo ),이슬기 ( Seul-kee Lee ),한영립 ( Young-rip Han ),성낙창 ( Nak-chang Sung ),정진희 ( Jin-hee Jung ) 한국환경기술학회 2015 한국환경기술학회지 Vol.16 No.5

본 연구는 국제해사기구(IMO)에서 채택한 MEPC. 227(64)의 기준에 부합하는 선박용 오수처리장치를 개발함에 있어 SBR 공법을 적용한 고도수처리장치에 MBR 복합 적용에 따른 SBR 반응조 침전시간 제거 가능성을 평가하는 것에 그 목적이 있다. 이를 위해 실험 중 10분 간격으로 DO를 측정하였으며 최종 유출수의 T-N 농도를 측정하여 유입수 대비 유출수의 제거율을 구하였다. 원수는 실험을 위해 제작된 화장실에서 배출된 오수를 이용하였으며 SBR 반응조의 경우 폭기 360분, 교반 120분으로 진행되었으며 침전시간은 생략하였다. 반응조의 MLSS 농도는 3,500 mg/L 이고, 폭기량은 121 L/min이며 생산수량은 1.2 L/min으로 진행되었다. 실험 결과 DO는 폭기 상태에서 최대 4.33 mg/L, 교반 중 무산소 상태에서 0.27 mg/L로 나타났으며 T-N의 유입수 대비 유출수 평균 제거율은 71.78%로 나타났다. 이는 MEPC. 227(64)의 기준(70% 제거율)을 달성한 것으로, 따라서 SBR 공법에서 MBR을 복합 적용 시 SBR 반응조의 침전시간을 제거하는 것이 가능하다고 판단된다. The objective of this study was evaluation of possibility for deleting sedimentation at an advanced wastewater treatment plant for shipboard that can satisfy the standards of IMO MEPC. 227(64). DO was measured at 10 minute intervals during the experiment and removal efficiency was determined by measuring the T-N concentration in the effluent water. Raw water was supplied from the toilet built for experiment. SBR process was conducted with aeration 360 mins, mixing 120 mins and settling period was omitted. This experiment was conducted with MLSS concentration, 3,500 mg/L, amount of air supplied 121 L/min and intake treated water 1.2 L/min. Average of DO in the aeration period and in the anoxic period were 4.33 mg/L and 0.17 mg/L respectively. And average removal efficiency of T-N is 71.78%. This research can achieve the MEPC. 227(64). Therefore, it is possible to delete sedimentation process in SBR reactor when SBR process is connected with MBR process.

마이크로파-열풍 건조 공정을 이용한 석유화학 폐수슬러지의 건조 특성

최영익 ( Young-ik Choi ),이상원 ( Sang-won Lee ),성낙창 ( Nak-chang Sung ),한영립 ( Young-rip Han ) 한국환경기술학회 2014 한국환경기술학회지 Vol.15 No.6

본 연구는 유기성 폐자원의 활용을 위해 석유화학 공장에서 발생하는 폐수슬러지를 이용하여 마이크로파-열풍 건조 공정을 적용, 건조조건별(마이크로파 단독, 열풍 단독, 및 마이크로파-열풍 융합)석유화학 폐수슬러지의 최적 건조조건을 도출하여 고형연료로서 활용 가능성을 평가하고자 하였다. 연구결과 화학폐수슬러지의 초기 함수율은 86.1%이며, 고형연료 기준에 적합한 함수율 10% 이하(완전건조)에 도달하는 건조방법별 건조시간은 열풍(200℃) < 마이크로파 < 열풍(250℃) < 마이크로파-열풍(200℃) < 마이크로파-열풍(250℃) 순으로 나타났으며, 가장 빠른 건조시간의 경우 마이크로파-열풍(250℃) 20분에서 고형연료 함수율 기준을 달성하는 것으로 나타났다. 중량감소율 및 부피감소율은 열풍(200℃) < 열풍(250℃) < 마이크로파-열풍(200℃) < 마이크로파-열풍(250℃)건조방법 순으로 나타났다. 항후 에너지 효율 고려 및 타 유기성 폐자원과 혼합하여 발열량을 보완하여 고형연료 품질기준을 달성하면 보다 효과적인 자원순환 방향이 될 것으로 사료된다. The objectives of this research are to find optimum conditions for drying characteristics of petrochemical wastewater sludge and to recycle for petrochemical wastewater sludge using three methods that are only a microwave drying process, only a thermal air drying process and a microwave-thermal air drying process. The initial moisture content of the petrochemical wastewater sludge is 86.1%. In order to meet the standard of sludge drying fuel, the moisture content must be below 10%. The fast order to reach the moisture content (below 10%) is the thermal air drying process with 200℃ < the microwave drying process < the thermal air drying process with 250℃ < the microwave-thermal air the drying process with 200℃ < the microwave-thermal air drying process with 250℃. The fastest drying process period is 20 minutes in microwave-thermal air drying process with 250℃. The order for a weight reduction and a volume reduction is the thermal air drying process with 200℃ < the thermal air drying process with 250℃ < the microwave-thermal air drying process with 200℃ < the microwave-thermal air drying process with 250℃. It is considered that the production of RDF is sufficiently available depending on the type of additives to increase drying efficiency and heating values as the petrochemical wastewater sludge recycling method by using the microwave-thermal air drying process.