중온2단혐기성소화조에 미생물제재 주입시 소화효율에 미치는 영향

정병길,김석순,강동효,성낙창,최성호,이희범,Jung, Byung-Gil,Kim, Seok-Soon,Kang, Dong-Hyo,Sung, Nak-Chang,Choi, Seung-Ho,Lee, Hee-Pom 유기성자원학회 2003 유기물자원화 Vol.11 No.3

최근에는 차집관거의 확충, 생활하수의 유입량 증가 및 인근 신규 APT의 분뇨 직유입으로 인해 유입 총고형 물량이 증가됨에 따라 기존 소화조의 용량이 부족할 것으로 예상되고 있다. 본 연구는 기존 소화조 용량부족에 따른 효율감소에 대응하기 위해 미생물제재로써 Bio-dh를 이용하여 소화조내 소화효율 증가(유기물 분해속도 증가)에 따른 최종슬러지 발생량을 감소시키고 가스발생량을 증가시키는데 그 목적이 있다. 실제 하수슬러지를 처리하고 있는 소화조 장치와 동일한 2단혐기성소화조 형태로 설치하였으며, 용량이 $1.3m^3$인 혼합조에 하수슬러지와 미생물제재인 Bio-dh를 주입하였다. 소화방식은 중온성 2단혐기성소화조로서 $35{\pm}1^{\circ}C$를 유지하였고, 1단소화조는 반응조내 미생물과 기질의 원활한 혼합을 위하여 교반기를 부착하였으며, 교반기는 120rpm으로 운전하여 반응조내 완전혼합이 이루어지도록 운전하였다. 2단소화조에서는 소화슬러지와 상등수가 분리되도록 교반을 수행하지 않았다. 소화가스량 측정을 위하여 각 소화조 상부에 가스메타를 설치하였으며, 가스분석을 위하여 상부에 가스포집구를 설치하였다. 교반기 축사이로 발생할 수 있는 발생가스의 누출과 공기의 유입을 막기 위해 water sealing 장치를 교반기 축에 부착시켰다. 실험결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1. 미생물제재를 투입하지 않은 경우 소화효율은 평균 48.6%(46.0~50.9%)로 나타난 반면, 미생물제재인 Bio-dh를 투입한 경우 소화효율은 평균 54.2%(52.8~57.3%)로 나타나 미생물제재를 투입한 경우가 미생물제재를 투입하지 않은 경우보다 소화효율이 약 1.12배 정도 높은 것으로 나타났다. 2. 2차소화조 월류수의 수질은 미생물제재 미투입시 $COD_{Mn}$은 평균 1,639mg/L, SS는 평균 4,888mg/L로 나타난 반면, 미생물제재(Bio-dh) 투입시 $COD_{Mn}$은 평균 859mg/L, SS는 평균 2,405mg/L로 나타나 미생물제재 투입시 $COD_{Mn}$은 약 47.6%, SS는 약 50.8% 정도 더 낮게 나타났다. In the near future, the capacity of conventional anaerobic digester is thought to be insufficient because of the increase of the total solids from expansion of intercepting sewer, sewage quantity and direct input of night soil from near apartment districts. The objectives of this study was to investigate the improvement of digestion efficiency using microbial agent(Bio-dh). The system was a pilot-scale, two-staged, anaerobic sludge digestion system. The first-stage digester was heated and mixed. The agitation velocity of the first-stage digester was 120rpm. The second-stage digester was neither heated nor mixed. The Digestion temperature was kept at $35{\pm}1^{\circ}C$ The detention time of digester was 19 days. The dosage of sewage sludge and microbial agent were $0.65m^3/day$ and $0.5{\ell}/day$, respectively. The experiments was run for 25days. Three times a week, $COD_{Mn}$ and SS of effluent, TS, VS, and biogas production rate were measured. Temperature, pH, and alkalinity were measured daily. The results were as follows ; Without microbial agent, digestion efficiencies ranged 46.0%~50.9%(mean=48.6%), with microbial agent(Bio-dh), digestion efficiencies ranged 52.8%~57.3%(mean=54.2%). Consequently, microbial agent(Bio-dh) increased the sludge digestion efficiency about 12%. Also, Without microbial agent, the mean concentration of $COD_{Mn}$ and SS of second-stage digester effluent were 1,639mg/L, 4,888mg/L respectively. With microbial agent, the mean concentration of $COD_{Mn}$ and SS of second-stage digester effluent were 859mg/L, 2,405mg/L respectively. Consequently, microbial agent(Bio-dh) increased the removal efficiency of $COD_{Mn}$ and SS about 47.6% and 50.8%, respectively.

하수슬러지 가용화를 위한 초음파-알칼리 전처리에 관한 연구

정병길 ( Byung Gil Jung ),고현웅 ( Hyun Woong Ko ),송한용 ( Han Yong Song ),김대용 ( Dae Yong Kim ),박재홍 ( Jae Hong Park ),하상안 ( Sang An Ha ) 한국물환경학회 ( 구 한국수질보전학회 ) 2005 공동 추계학술발표회 Vol.2005 No.-

도금폐수 처리공정 중 BPC 단위공정 내 ORP 및 pH 운전조건별 도금폐수의 Ni 및 T-P 제거특성

정병길 ( Byung-gil Jung ),이승원 ( Seung-won Lee ),윤권감 ( Kwon-gam Yun ),정진희 ( Jin-hee Jeong ),최영익 ( Young-ik Choi ) 한국환경기술학회 2020 한국환경기술학회지 Vol.21 No.6

The purposes of this study were to evaluate the removal characteristics of Ni and T-P and to derive the optimum operating conditions according to the NaOCl injection methods by using ORP and pH for raw wastewater from the break point chlorinaton(BPC) unit process in the plating wastewater treatment process. The coagulant experiments were performed by using a Jar tester. After the coagulant tests, the supernatant water in the samples was filtered with a filter paper, and the concentration of Ni and T-P were analyzed using an ICP-OES analyzer. The removal efficiencies of Ni according to the polymer dosage at pH 10.0, 10.5 and 11.0 were 6.2 %, 1.8 % and 0.9 %, respectively. It showed the highest Ni removal efficiency at pH 10.0. The Ni removal efficiencies of raw wastewater by the continuous NaOCl injection method at 400 mV, 700 mV, 750 mV, 800 mV and 850 mV were 55.7 %, 86.6 %, 89.5 %, 94.0 % and 95.0 %, respectively. Also, the T-P removal efficiencies in the same condition were 10.8 %, 34.6 %, 51.2 %, 70.6 % and 88.5 %, respectively. Therefore, the proper ORP value considering the removal efficiencies of Ni and T-P was determined to be 800 mV.

분뇨슬러지 및 왕겨부산물을 이용한 종균제 개발 및 생물학적 처리효율 향상에 관한 연구

정병길 ( Byung-gil Jung ),정유진 ( Yoo-jin Jung ),장정윤 ( Jung-yun Jang ) 한국환경기술학회 2012 한국환경기술학회지 Vol.13 No.2

본 연구는 폐수의 생물학적 처리의 효율향상을 위해 분뇨슬러지에서 추출한 분뇨슬러지 종균(함수율 : 10∼20%)과 기타물질(황산마그네슘, 탄소원 물질 등)을 적정 배합하여 투입 전·후의 수질 분석결과를 통한 최적의 배합비, 투입량을 산출하여 미생물 활성제로서의 가능성을 평가하는데 그 목적이 있다. 건조종균, 왕겨 부산물 및 황산마그네슘으로 제조된 미생물 활성제를 이용한 염색폐수 및 B시 K하수처리장의 1차침전지 유출수의 처리시 회분식 운전 및 연속 운전을 통한 운전조건별 처리특성을 평가한 결과 미생물 활성제를 투여하지 않은 Condition 1에 비해 투여한 Condition 2~5에서 모든 항목에서 처리효율이 더 높은 것으로 나타났으며, 특히 Condition 5에서 가장 높은 제거효율을 보였다. 전체적으로 유기물 및 영양염류의 제거효율은 Condition 5→3→4→2→1의 순서를 나타내었으며, 또한, 하수처리장의 1차침전지 유출수의 경우, 유기물 및 영양염류의 제거효율은 Condition 5→3→4→2→1의 순서로 나타났다. 이는 탄소원으로 이용된 왕겨 부산물과 무기영양소로 투입된 황산마그네슘의 사용 유무에 따라 처리효율이 높아질 수 있음을 의미한다. 이상의 결과로부터 건조종균, 유기탄소원 및 무기영양물질로 제조된 미생물 활성제가 기존 폐수처리장보다 정상가동상태에서 폐수처리 용량을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 독성물질, 난분해성물질 등 악조건에서도 미생물군의 유기물 분해능을 촉진시키는데 이용할 수 있음을 확인할 수 있었다. The purposes of the present research are to develop a method that improve the biological treatment efficiency for dyeing wastewater by mixing properly night-soil sludge seeding(water content: 10∼20%) extracted from night-soil sludge and other substances(magnesium sulfate and substance of carbons sources, etc.), to find its optimal mixing ratios through water quality analysis results before and after its input. As a result of assessing treatment characteristics according to operating conditions through batch system operation and continuous system operation in case of treating of dyeing wastewater using microbial inoculant manufactured with dry sanitary sludge seeding, bran by-products and magnesium sulfate with effluent from the first settling basin in a K wastewater treatment plant of B city. It appeared that the treatment efficiency in all items is higher in Condition 2~5 with adding microbial inoculant compared to Condition 1 that microbial inoculants were not added, and especially, the highest treatment efficiency appeared in Condition 5. The removal efficiency of organic matters and nutrients overall appeared in the order like Condition 5→3→4→2→1, and also, in case of effluent from primary settling basin in a sewage treatment plant, the removal efficiency of organic matters and nutrients appeared in the order like Condition 5 →3→4→2→1. This means that its treatment efficiency could be raised according to use of bran by-products used as carbon sources and magnesium sulfate added as inorganic nutrients. Form the above results, microbial inoculants made with dry sludge seeding, organic carbon sources and inorganic nutrients can expand waste water treatment capacity in a normal operating condition rather than the existing sewage treatment plant as well as can be used in promoting organic destruction of a microbial group in bad conditions such as toxic substances and refractory substances, etc.

하수처리 : 하수슬러지 가용화를 위한 초음파-알칼리 전처리에 관한 연구

정병길 ( Byung Gil Jung ),고현웅 ( Hyun Woong Ko ),송한용 ( Han Yong Song ),김대용 ( Dae Yong Kim ),박재홍 ( Jae Hong Park ),하상안 ( Sang An Ha ) 대한상하수도학회 2005 공동추계 학술발표회 논문집 Vol.2005 No.-

음식물류 폐기물의 최적건조공정 개발을 위한 마이크로파 및 열풍 공정의 건조효율에 관한 연구

정병길 ( Byung-gil Jung ),한영립 ( Young-rip Han ),최영익 ( Young-ik Choi ) 한국환경기술학회 2013 한국환경기술학회지 Vol.14 No.2

본 연구는 마이크로파 및 열풍 건조장치를 이용하여 음식물류 폐기물의 재활용 측면에서 음식물류 폐기물의 운전조건별(마이크로파 단독, 열풍단독, 마이크로파-열풍 융합(200 또는 250℃) 건조특성을 평가하고자 하는데 그 목적이 있다. 연구에 사용된 음식물류 폐기물은 B시 P사에서 채취하여 사용하였으며, 음식물류 폐기물과 가연성 물질의 균질 혼합 및 건조효율 향상을 위하여 비닐, 어패류 등 이물질을 제거하였다. 마이크로파 건조장치의 전체 크기는 W 1,360 mm × L 1,060 mm × H 900 mm, 마이크로파 건조장치의 조사강도는 1 kW이며, 마이크로파 주파수는 2,450 MHz, 건조온도는 최대 300℃로 제작하였다. 음식물류 폐기물 건조실험을 실시한 결과 마이크로파-열풍(250℃) 건조를 이용한 완전건조(함수율 10% 이하)시 최종 함수율 변화는 운전시간 15분에서 7.1%로 나타났다. 실험결과 음식물류폐기물의 재활용 방안으로 열풍 융합건조공정을 이용한 고형연료의 생산이 충분히 가능할 것으로 판단된다. The main objectives of this study are to develope a drying method for recycling food waste and to evaluate drying properties of food waste with different operating conditions(microwave, thermal air and microwave-thermal air(200 or 250℃) by means of using the microwave and thermal air drying process. The food waste used in this research was collected at P Company located in B City. For homogeneous mixture of food waste with combustible materials and for better drying efficiency, foreign substances which were vinyl, fish and shellfish were removed. The size of the microwave-thermal air drying unit is 1,360 mm(W) × 1,060 mm(L) × 900 mm(H), and its projection intensity and frequency were 1 kW and 2,450 MHz, respectively. Also, the microwave-thermal air drying unit was designed to control the highest drying temperature up to 300℃. As a best result of the experiment, the dried food waste using the microwave-thermal air (250℃) drying process led to the final moisture contents of 7.1% with 15 minutes operating period. In conclusions, as a way for recycling food waste, the microwave -thermal air drying process seems capable of producing refuse derived fuel(RDF).

슬러지처리 ; 석회안정화공정에 의한 하수슬러지와 음식물쓰레기의 자원화

정병길 ( Byung Gil Jung ),김대용 ( Dae Yong Kim ),신현옥 ( Hyun Ok Shin ),강동효 ( Dong Hyo Kang ),김형석 ( Hyeong Seok Kim ),성낙창 ( Nak Chang Sung ) 한국물환경학회 2004 공동 추계학술발표회 Vol.2004 No.-

슬러지처리 : 미생물제재의 2단혐기성소화조 적용실험에 관한 연구

정병길 ( Byung Gil Jung ),고현웅 ( Hyun Woong Kho ),성낙창 ( Nak Chang Sung ),김석순 ( Seok Soon Kim ),강동효 ( Dong Hyo Kang ),최성호 ( Seung Ho Choi ) 한국물환경학회 ( 구 한국수질보전학회 ) 2003 공동 추계학술발표회 Vol.2003 No.-

마이크로파 가열에 의한 음식물류 폐기물, 폐플라스틱 및 무연탄의 혼합 건조특성 평가

정병길 ( Byung-gil Jung ),최병혁 ( Byoung-hyeok Choi ),김한석 ( Han-seok Kim ),고상수 ( Sang-su Ko ),김정권 ( Jung-kwon Kim ),최영익 ( Young-ik Choi ) 한국환경기술학회 2012 한국환경기술학회지 Vol.13 No.1

본 연구는 마이크로파 건조장치를 이용하여 음식물류 폐기물의 재활용 측면에서 음식물 쓰레기(70~100%), 무연탄 (0~30%), 폐플라스틱 (0~30%)의 혼합비율 및 마이크로파 단독건조방식에 따른 운전시간별 건조특성을 평가하고자 하는데 그 목적이 있다. 본 연구에 사용된 음식물류 폐기물은 B시 P사에서 채취하여 사용하였으며, 음식물류 폐기물과 가연성 물질의 균질 혼합 및 건조효율 향상을 위하여 비닐, 어패류 등 이물질을 제거하였다. 또한, 음식물류 폐기물의 건조효율 향상 및 2 mm 이하로 분쇄된 분말 형태의 저품질 무연탄 (Ac ; Anthracite coal) 및 폐플라스틱 (Wp; Waste plastics)을 혼합하여 건조실험을 실시하였다. 마이크로파 건조장치의 전체 크기는 W1,360 mm × L 1,060 mm × H 900 mm, 마이크로파 건조장치의 조사강도는 1 kW이며, 마이크로파 주파수는 2,450 MHz로 제작하였다. 음식물류 폐기물 70%에 무연탄 30%, 폐플라스틱30%을 각각 혼합하여 건조실험을 실시한 결과 마이크로파 건조를 이용한 완전건조 (함수율 10%이하)시 최종 함수율 변화는 운전시간 15분에서 각각 5.4%, 7.8% 로 나타났다. 실험결과 음식물쓰레기에 첨가물을 혼합하였을 경우, 음식물류 폐기물의 재활용 방안으로 마이크로파 공정을 이용한 고형연료의 생산이 충분히 가능할 것으로 판단된다. The main objective of this study is on the development of a method for recycling food waste by using the microwave drying process, as well as the amounts of food waste (70~100%), anthracite coal (0~30%), waste plastics (0~30%). The food waste used in this research was collected at P Company located in B City. For homogeneous mixture of food waste with combustible materials and for better drying efficiency, foreign substances which were vinyl, fish and shellfish were removed. Also, to improve drying efficiency and heating values of food waste, an experiment was carried out to dry a mixture of powder-type low-quality Ac (anthracite coal), Wp (waste plastics), all of which were ground to less than 2 mm. The size of the microwave drying unit is 1,360 mm(W) × 1,060 mm(L) × 900 mm(H), and its projection intensity and frequency were 1 kW and 2,450 MHz was designed. As a result of the experiment, the mixture of food waste (70%) with each anthracite coal (30%), waste plastics (30%) dried using the microwave drying process led to the final moisture contents of 5.4%, 7.8%, respectively, which levels were lowest for full harness (moisture content: less than 10%) and 15-min operating period. The result of an experiment, food waste mixed with other additives was found to produce In sum, as a way for recycling food waste, the microwave drying process seems capable of producing RDF to the full extent.

고분자응집제 주입량 및 타공판 종류가 하수슬러지의 열풍건조에 미치는 영향

정병길 ( Byung-gil Jung ),윤태경 ( Tae-kyung Yoon ),이승원 ( Seung-won Lee ),최영익 ( Young-ik Choi ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2021 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2021 No.-

하수슬러지 탈수 시 사용되고 있는 고분자응집제의 종류 및 과잉 주입으로 인해 발생되는 점성이 열풍건조 효율에 많은 영향을 미치고 있다. 일반적으로 하수슬러지의 건조과정은 유동성 단계, 점착성 단계, 입자화 단계의 3단계를 거치면서 건조가 진행되며, 고분자응집제가 하수슬러지의 건조에 미치는 영향은 일반적으로 함수율이 65% 정도에서 점성도가 급격히 증가했다가 40%대에서 다시 원 상태로 회복되는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 고분자응집제로 인한 하수슬러지 건조시 부착특성을 평가하기 위하여 고분자응집제 주입량에 따른 점성변화를 측정하였으며, 또한 하수슬러지(생슬러지, 잉여슬러지)의 열풍건조 시 기존 타공판을 대체할 수 있는 다양한 타공판 종류별 부착특성을 평가하였다. 본 연구에 사용된 하수슬러지는 생슬러지, 잉여슬러지 및 탈수케익을 대상으로 실험을 실시하였으며, 타공판은 기존 타공판(STS 304), Cr코팅 타공판(STS 304 재질에 크롬코팅) 및 Ti코팅 타공판(STS 304 재질에 전해연마 후 티타늄 코팅)을 사용하였다. 고분자응집제의 주입량에 따른 생슬러지 및 잉여슬러지의 응집실험결과 생슬러지의 경우 탈수여액 중 점성도가 2,000~14,000 mPa·s, 잉여슬러지의 경우 1,800~2,700 mPa·s를, 잉여슬러지의 경우 점성도가 48,000~79,000 mPa·s의 범위를 각각 나타내었다. 또한, 하수슬러지 열풍건조 시 기존 타공판 (STS 304), 전해연마 후 티타늄코팅 타공판보다 크롬코팅된 타공판의 부착성이 가장 나타났다.