극저농도 NDMA(N-nitrosodimethylamine) 물리적/생물학적 처리 효율 비교 평가

박세용(Seyong Park),김희주(Hui Joo Kim),김문일(Moonil Kim) 한국지반환경공학회 2011 한국지반환경공학회논문집 Vol.12 No.2

NDMA(N-Nitrosodimethylamine)는 극저농도(10ng/L)에서도 암을 일으킬 수 있는 물질로 알려져 있지만, 기존의 NDMA 제거율 평가 연구는 고농도의 NDMA를 대상으로 한 것이 대부분이었다. 따라서 극저농도의 NDMA 제거효율 평가가 필요하며 그 기초연구로써 호기성/혐기성 조건에서의 분말활성탄, GS(Granular Sludge), MF(Microfiltration), UF(Ultrafiltration)를 이용한 제거효율과 Silica gel(MCM-41, Diatomite, Spherical silica gel)을 이용한 제거효율을 평가하였다. 그 결과 혐기성 조건에서 GS, PAC를 접촉한 후 UF membrane을 이용한 고액분리가 65%의 제거율로 가장 높았으며, Silica gel(MCM-41)이 6%의 제거율로 가장 낮았다. 본 연구는 극저농도의 NDMA 제거의 기초 연구로서 향후 관련 연구의 기초자료로써 활용을 기대한다. NDMA(N-Nitrosodimethylamine) has been considered as a carcinogenic pollutant even at extremely low-concentration (10ng/L). However, previous researches on NDMA have focused on mainly high concentration due to a difficulty of analysis. In this study, removal efficiencies were evaluated for individual or combined methods with PAC(Powder Activated Carbon), GS(Granular Sludge), MF(Microfiltration), UF(Ultrafiltration) and Silica gel(MCM-41, Diatomite, Spherical silica gel) at both aerobic and anaerobic conditions. Combined method of GS, PAC and UF membrane at anaerobic condition showed the highest removal efficiency of 65% while Silica gel showed the lowest removal efficiency of 6%. The outcomes of this study could be used further study of extremely low-concentration NDMA removal.

Bio-drying 공법을 활용한 음식물류 폐기물의 고형연료 가치 평가

박세용(Seyong Park),이원배(Wonbae Lee) 대한환경공학회 2022 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2022 No.11

하수슬러지 및 음식물류폐기물의 열화학적 가수분해에 따른 특성 변화 및 혐기성 소화 효율 평가

박세용 ( Seyong Park ),송은혜 ( Eunhey Song ),한성국 ( Seongkuk Han ),이은실 ( Eunsil Lee ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2021 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2021 No.-

본 연구에서는 음식물류 폐기물과 하수슬러지의 효과적인 병합 혐기성 처리를 위한 열화학적 가수분해 방법의 최적 조건 평가와, 열화학적 가수분해에 따른 병합 혐기성 소화 효율에 대해 평가하였다. 열화학적 가수분해는 온도(80, 100, 120, 140, 160, 180℃)와 NaOH (5, 20, 40, 60, 100 meq/L) 조건에 따른 solubilization COD, CST (Capillary Suction Time), TTF (Time to Filter), volatile fatty acids (VFAs) 등에 대해 평가를 하였으며, 병합 혐기성 소화 효율 평가는 biochemical methane potential (BMP) test를 통해 평가하였다. 실험결과 음식물류폐기물과 하수슬러지의 열화학적 가수분해 시 온도 140℃, NaOH 60 meq/L에서 solubilization COD 20% 이상, CST와 TTF가 60초 이하, VFAs 농도가 12,000 mg-COD/L 이상으로 최적조건으로 규명되었다. 병합혐기성 소화 결과도 열화학적 가수분해 조건과 동일한 조건에서 가스발생량이 가장 높았다. 따라서, 음식물류 폐기물과 하수슬러지의 효과적인 병합혐기성소화를 위한 열화학적 가수분해 전처리 조건은 온도 140℃, NaOH 주입농도 60 meq/L 라 판단된다.

초고온 호기성 퇴비화 공정의 복합 악취 및 악취 물질 평가

박세용(Park Seyong),정대혁(Jung Dai-Hyuck),유의상(Yoo Eui-Sang),김문일(Kim Moonil) 한국지반환경공학회 2009 한국지반환경공학회논문집 Vol.10 No.5

본 연구는 정읍시에서 배출되는 하수 슬러지, 축산 분뇨, 음식물 쓰레기를 대상으로 Pilot Scale(100㎥) 초고온 호기성 퇴비화 공정에서의 복합 악취 및 12개 지정 악취물질을 평가하였다. 각각의 대상 물질은 종균과 혼합하였고 1차 50일, 2차 60일 기간동안 운전하였다. 호기성 퇴비화가 진행됨에 따라 1차, 2차 퇴비화공정에서 온도가 상승하여 약 90~95℃가 되었다. 악취 분석을 위한 시료는 1차의 경우 퇴비상부에서, 2차의 경우 Pilot Plant 경계지점에서 채취하였다. 지정 악취 물질 12개 항목의 기기 분석에서 악취의 주요 원인으로는 암모니아, 메틸머캅탄, 디메틸다이설파이드, 트리메틸아민이었다. 초기 복합악취의 농도는 퇴비화 공정이 끝난 후의 농도보다 높았지만 규제기준을 넘지 않았다. 초고온 호기성 퇴비화 공정에서는 적절한 교반시점과 발효 온도가 악취 발생의 중요한 인자라고 판단된다. This study was conducted to evaluate production of complex odor and 12 specific odorous compounds in a pilot-scale (capacity : 100 ㎥) ultra thermophilic aerobic composting. There were three types input: municipal wasted sludge, livestock manure and slurry, and food waste produced in Jung-Eb city. Each raw material was mixed with seed material and operated for two periods (1st : 50 days, 2nd : 60days). During composting, the temperature hit 90~95℃ after every mixing in both periods. Therefore, it was concluded that increasing temperature also saves the time which required for composting and high reduction of organics and water contents. The primary odorous compounds were ammonia, methyl mercaltan, dimethyl disulfide and trimethylamine. The concentration of the primary compounds and complex odor during the operation were higher than those on final day and most compounds did not exceed the allowable exhaust standard for odor. Also, it was found that optimal mixing time and control of high temperature are the most important parameters for odor control in ultra thermophilic aerobic composting.

순산소의 MBR(Membrane Bio Reactor) 공정 적용을 통한 음식물류 폐기물 혐기성소화 유출수 처리 평가

박세용(Seyong Park),김문일(Moonil Kim),박성혁(Seonghyuk Park) 유기성자원학회 2021 유기물자원화 Vol.29 No.3

본 연구에서는 MBR 공정 내 폭기조에서 순산소 용해와 일반 공기 폭기의 효율에 대한 비교⋅평가를 통해순산소의 MBR 공정 적용성에 대해 평가 하였다. 순산소 장치에 의한 유기물 및 암모니아 산화 여부에 대해 평가하였으며, 실폐수(음식물류 폐기물의 혐기성소화 유출수) 적용 과포화산소용해 효율 평가를 진행하였다. 순산소용해와일반공기폭기 방법의 SCOD, 암모니아 제거율과 속도는 비슷하였다. 하지만, 순산소 용해에 의한 미생물 수율이 일반공기폭기법에 의한 미생물 수율보다 약 0.03 g MLSS-produced/g SCOD-removed 낮아 잉여슬러지 처리 비용이 감소될 수 있을 것이라 판단된다. 음식물류 폐기물의 혐기성 소화 유출수의 고농도 유기물 (4,000 mg/L) 및 암모니아 (1,400 mg/L)의제거율을 순산소용해와 일반공기폭기법을 비교한 결과, 순산소 용해기가 일반공기폭기법에 비해 유기물 제거율이약 13% 가량 더 높게 평가되었다. 또한, MLSS의 경우 일반공기폭기법이 순산소장치에 비해 0.3배가량 높았다. 이는, 순산소장치의 경우 폭기조 내에 용존산소가 충분히 유지, 공급되기 때문에 슬러지 자산화가 고도로 진행된 결과로판단되었다. 따라서, 고농도 유기물을 함유한 폐수 처리를 위한 방법으로는 기존에 많이 사용되었던 일반공기폭기법보다 순산소장치를 활용하는 것이 경제적인 면에서 더 유리할 것으로 판단되었다. In this study, the applicability of the MBR(Membrane Bio Reactor) process of oxygen dissolve was evaluated through comparison and evaluation of the efficiency of oxygen dissolve device and conventional aeration device in the explosive tank within the MBR process. The organic matter and ammonia oxidation by oxygen dissolve device were evaluated, and the efficiency of persaturation was evaluated by applying real waste water (anaerobic digester effluent treatement from food waste). SCOD and ammonia removal rates for oxygen dissolve device and conventional aeration device methods were similar. However, it was determined that the excess sludge treatment cost could be reduced as the yield of microorganisms by oxygen dissolve device is about 0.03 g MLSS-produced/g SCOD-removed lower than that of microorganisms by conventional aeration device. The removal rates of high concentrations of organic matter (4,000 mg/L) and ammonia (1,400 mg/L) in anaerobic digester effluent treatment from food waste were compared to the conventional aeration device and the oxygen dissolve device organic matter removal rate was approximately 13% higher than that of the conventional aeration device. In addition, for MLSS, the conventional aeration device was 0.3 times higher than for oxygen dissolve device. This is believed to be due to the high progress of sludge autooxidation because the dissolved oxygen is sufficiently maintained and supplied in the explosive tank for oxygen dissolve device. Therefore, it was determined that the use of oxygen dissolve device will be more economical than conventional aeration device as a way to treat wastewater containing high concentrations of organic matter.

서해안 고속도로 매송지역 비점오염원 원단위 산정 연구

박세용(Park Seyong),모경(Mo Kyung),김이형(Kim Leehyung),강희만(Kang Heeman),김문일(Kim Moonil) 한국지반환경공학회 2010 한국지반환경공학회논문집 Vol.11 No.8

본 연구에서는 고속도로에서 발생되는 비점오염원 부하량 계산의 기초가 되는 비점오염물질의 원단위 산정을 위해 서해안 고속도로 매송지역 도로지점과 교각지점 두 지점을 대상으로 수문곡선과 농도분석을 하고 유량가중평균농도(Event Mean Concentrations, EMC)를 이용하여 원단위를 평가하였다. 중금속을 제외하고 대부분의 강우사상에서, 강우가 시작되고 유출이 시작된 이후 초기 30분 이내 오염물질의 농도는 급격히 줄어들었다. EMC 분석 결과 두 지점 모두 TSS, BOD?, DOC가 하수처리수 방류수 기준보다 높게 나왔으며, T-N, T-P는 낮게 검출되었다. 중금속 변화에서는 두 지점 모두 Fe과 Pb 그리고 Zn 등이 다른 중금속에 비해 많이 검출되었다. 원단위 산정 결과 환경부 원단위와 비교하였을 때 BOD?, T-N이 낮게 계산 되었으나, 중금속의 경우, 외국의 원단위와 비교하였을 때 Cu, Pb, Zn 이 약 10배 가량 높은 것으로 나타났다. 좀 더 신뢰성 있는 원단위 산정을 위해서는 현재까지 모니터링된 자료를 활용하고, 추가적인 자료의 획득을 위한 장기적인 모니터링 계획이 수립되어야 할 것으로 판단된다. In this study, evaluation of basic unit of non-point pollutant, which is fundamental evaluation of non-point loading, was conducted using both road point and angle of intersection point in Maesong area, West coast highway by utilizing Event Mean Concentrations(EMC). Concentration of pollutants except heavy metals at these two points rapidly decreased in 30 minutes after start of runoff. According to the results of EMC, for both sampling points, it was determined that the concentrations of TSS(Total Suspended Solid), BOD?(Biological Oxygen Demand), and DOC(Dissolved Organic Carbon) were higher than those of wastewater effluent standard in Korea, however, the concentrations of T-N(Total Nitrogen) and T-P(Total Phosphorus) were lower than those of the standard. In terms of heavy metals, Fe, Pb, and Zn showed higher concentrations than others. When compared with the units established by the Ministry of Environment in Korea, the basic units of BOD? and T-N in this study were lower. On the other hand, when compared with foreign units, Cu, Pb, and Zn showed approximately 10 times higher concentrations. It was estimated that a long term monitoring should be conducted for obtaining additional data and more reliable basic units for the non-point pollutnats based on the results from this study.

초고온 호기성 퇴비화의 물리ㆍ화학적 인자 평가

박세용(Park Seyong),유의상(Yoo Euisang),정대혁(Chung Daihyuck),이진(Lee Jin),김문일(Kim Moonil) 한국지반환경공학회 2010 한국지반환경공학회논문집 Vol.11 No.11

본 연구는 정읍시에서 배출되는 하수슬러지, 축산 분뇨, 음식물 쓰레기를 대상으로 Pilot-scale(100㎥) 초고온 호기성 퇴비화 공정에서의 온도, pH, C/N비, 함수율, 유기물 함량, 그리고 부피 등 물리 화학적 영양 인자를 평가하였다. 각각의 대상 물질은 1차 발효(유기성 폐기물+종균)와 2차 발효(유기성 폐기물+종균+반송 퇴비)로 나누어 수행하였다. 퇴비화가 진행됨에 따라 교반과 송풍만으로 열공급 없이 온도는 1,2차 발효에서 최고온도 90~105℃가 되었다. pH, O₂, CO₂, NH₃, 농도 변화는 전형적인 미생물에 의한 유기물 분해 양상을 보여주었으며, 다른 모든 물리 화학적 인자들은 일반 호기성 퇴비화의 성능 이상을 보여주었다. 발효가 완료된 후 퇴비의 중금속 농도는 퇴비 비료 규격 기준 농도에 적합한 것으로 나타났다. This study was conducted to evaluate physicochemical parameters; temperature, pH, C/N ratio, water content, organic contents and volume in a pilot-scale(capacity : 100㎥) ultra thermophilic aerobic composting. There were three types input: municipal wasted sludge, livestock manure and slurry, and food waste produced in Jung-Eb city. Each target material was carried out by the first fermentation(organic waste + seed culture) and the second one(organic waste + seed culture + recycle compost), respectively. During composting, only with supply of air and mixing, the temperature increased 90~105℃ after every mixing in both periods. The changes of pH, O₂, CO₂ and NH₃ represented typical organic decomposition pattern by microorganisms. Also, all other physicochemical parameters of ultra thermophilic aerobic composting process showed similar or better performance than these of general aerobic composting. Heavy metal concentration of fermented compost adapted to compost fertilizer regulation standard in the heavy metal and hazardous analysis.

초고온 호기성 퇴비화 공정에서의 미생물 특성

박세용(Seyong Park),신지혜(Ji-Hey Shin),김미화(Mi-Hwa Kim),김문일(Moonil Kim) 한국지반환경공학회 2008 한국지반환경공학회 학술발표회논문집 Vol.2008 No.-

중온 혐기성소화 시 암모니아 독성 저해

박세용(Seyong Park),한성국(Seongkuk Han),송은혜(EunHye Song),김호(Ho Kim) 한국열환경공학회 2019 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2019 No.춘계

This study evaluated acute toxicity of ammonia in mesophilic anaerobic digestion of synthetic wastewater and thermally hydrolyzed waste sludge. The inhibition effects of ammonia, in terms of total ammonia nitrogen (TAN), under various pH values on mesophilic anaerobic microorganisms were investigated. Anaerobic batch feeding reactor (ABFR) operated at a chemical oxygen demand (COD) of 3.85, 7.5 and 15.0 g/L were subjected to free ammonia (FA) concentrations of 97.1, 225.5 and 362.4 mg/L. The reactor operations presented a case of chronic inhibition and it was observed that FA concentrations of 360 mg/L caused a drop in methane yield by as much as 60% with respect to FA concentrations of 97.1 mg/L. Batch anaerobic toxicity assays (ATA) were also performed to evaluate the acute toxicity effects of TAN and pH on anaerobic digestion at mesophilic condition. Modeling based on the results of ATA indicated that except parameter m, model parameter values (I*,Rm,and n) decreased with the increase of TAN concentration and the highest SMA for a given TAN level was observed over a pH range of pH 7.6-8.5. TAN concentration causing 70% inhibition occurred in the over 3.0 g/L in mesophilic anaerobic digestion. Results of bacterial community analyses, Chloroflexi and Synergistetes were the dominant communities at TAN less than 3.0 g/L and Firmicutes was the dominant community at TAN higher than 3.0 g/L. Even though the Phylum of Firmicutes dominated the gas production in anaerobic digestion at TAN concentration of above 3.0 g/L decreased due to the decrease of the Phylum of Chloroflexi and Synergistetes by high TAN concentration.

Thermal-alkali Pre-treatment of Mixed Food Waste and Sewage Sludge to Enhance Anaerobic Co-digestion

Seyong Park(박세용),Seongkuk Han(한성국),Eunhey Song(송은혜) 한국신재생에너지학회 2019 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2019 No.5