일반적으로 현재 도시 하수처리장에서 발생하는 하수 슬러지의 처분방법으로 매립 및 해양투기, 소각처리, 건조처리, 퇴비화 등 기타 여러 가지 처분방법으로 처리되고 있다. 그 중 해양투기가 절반 이상을 넘게 차지한다. 하지만 2012년부터 런던 협약 ‘96의정서’의 발효에 의해 슬러지의 해양배출이 전면 금지됨에 따라 슬러지 처분의 어려움이 생겨, 하수 새로운 슬러지 처분방법 뿐만 아니라 슬러지를 원천적으로 저감할 수 있는 새로운 기술의 필요성이 두각을 나타내고 있다. 또한 많은 산업시설에서 사용하는 산업 용수의 주요 문제점인 ...
일반적으로 현재 도시 하수처리장에서 발생하는 하수 슬러지의 처분방법으로 매립 및 해양투기, 소각처리, 건조처리, 퇴비화 등 기타 여러 가지 처분방법으로 처리되고 있다. 그 중 해양투기가 절반 이상을 넘게 차지한다. 하지만 2012년부터 런던 협약 ‘96의정서’의 발효에 의해 슬러지의 해양배출이 전면 금지됨에 따라 슬러지 처분의 어려움이 생겨, 하수 새로운 슬러지 처분방법 뿐만 아니라 슬러지를 원천적으로 저감할 수 있는 새로운 기술의 필요성이 두각을 나타내고 있다. 또한 많은 산업시설에서 사용하는 산업 용수의 주요 문제점인 경수에 의한 Scale 형성은 막과 파이프에 존재하여 에너지 효율을 감소시키고, 여러 가지 문제점을 일으킨다. 배관이나 막에 가장 많이 발생하는 파울링의 주요 원인물질은 탄산칼슘(CaCO3)이다. 경수에는 과포화된 상태의 미네랄 이온들이 녹아 있기 때문에 불안정한 상태로 존재하게 된다. 따라서 온도가 높아짐에 따라 이온들의 용해도는 낮아지고, 이온들이 결정화되어 관벽에 부착하고 결정으로 성정하여 스케일(scaling)혹은 파울링을 형성하는 것이다. 이와 같이 하수 슬러지의 원천적인 저감과 스케일 제어에 있어 본 연구에서는 HVI(High Voltage Impulse) 방전 플라즈마 기술을 이용하여 하수 슬러지의 가용화와 스케일을 제어하고자 하였다. 활성 슬러지에 HVI 방전을 90min 처리하였을 때 슬러지의 MLSS는 2,908 mg/L에서 2,814 mg/L로 약 3.2 % 감소하였고, MLVSS 또한 2,539 mg/L에서 2,440 mg/L로 약 3.9 % 감소하였다. 처리 이후의 Soluble COD, TN, TP는 각각 346%, 15%, 144%가 증가 하였다. 이는 HVI 처리에 의해 플록과 활성 슬러지의 미생물 세포막이 파괴되어, 벌크 용액으로 세포 내 물질이 방출된 것이다. 이를 통하여 HVI 처리가 슬러지 가용화 효과가 있음을 확인할 수 있었다. HVI을 이용한 방전 시 Spark의 유/무에 의하여 경수의 농도 비교 실험 결과, HVI 처리에 의한 Spark의 형성으로 Ca2+ 농도는 약간 감소하는 것으로 나타나고, Spark의 형성 없이 전기장의 형성으로는 Ca2+ 농도는 약간 증가하는 것으로 나타났다. 그리고 HVI 방전 플라즈마는 처리 시간에 따른 변화로 5min 에서는 초기의 100 mg/L 에서 97 mg/L로 처리시간 60min 에서는 초기의 88 mg/L 에서 75 mg/L로 변하였다. 또한 처리시간이 증가 할수록 뚜렷이 온도가 증가하는 것을 알 수 있었고, 전기전도도와 pH의 변화는 변화 폭이 작았다. Ca2+농도는 시간에 따른 큰 차이가 보이지는 않지만, 둘 다 Ca2+ 농도가 감소하는 경향을 보이고 있었다. 하지만 실험 조건 중 시간에 따른 발생되는 spark의 횟수가 일정치 않았다. 따라서 HVI 방전 플라즈마에 의해 Ca2+농도는 감소함을 알 수 있었지만, spark 횟수에 따른 영향도 있을 것이라고 판단된다. 설계인자인 spark 횟수와 처리 시간의 관계에 따른 영향에 대한 추후 연구가 필요할 것이다.
일반적으로 현재 도시 하수처리장에서 발생하는 하수 슬러지의 처분방법으로 매립 및 해양투기, 소각처리, 건조처리, 퇴비화 등 기타 여러 가지 처분방법으로 처리되고 있다. 그 중 해양투기가 절반 이상을 넘게 차지한다. 하지만 2012년부터 런던 협약 ‘96의정서’의 발효에 의해 슬러지의 해양배출이 전면 금지됨에 따라 슬러지 처분의 어려움이 생겨, 하수 새로운 슬러지 처분방법 뿐만 아니라 슬러지를 원천적으로 저감할 수 있는 새로운 기술의 필요성이 두각을 나타내고 있다. 또한 많은 산업시설에서 사용하는 산업 용수의 주요 문제점인 경수에 의한 Scale 형성은 막과 파이프에 존재하여 에너지 효율을 감소시키고, 여러 가지 문제점을 일으킨다. 배관이나 막에 가장 많이 발생하는 파울링의 주요 원인물질은 탄산칼슘(CaCO3)이다. 경수에는 과포화된 상태의 미네랄 이온들이 녹아 있기 때문에 불안정한 상태로 존재하게 된다. 따라서 온도가 높아짐에 따라 이온들의 용해도는 낮아지고, 이온들이 결정화되어 관벽에 부착하고 결정으로 성정하여 스케일(scaling)혹은 파울링을 형성하는 것이다. 이와 같이 하수 슬러지의 원천적인 저감과 스케일 제어에 있어 본 연구에서는 HVI(High Voltage Impulse) 방전 플라즈마 기술을 이용하여 하수 슬러지의 가용화와 스케일을 제어하고자 하였다. 활성 슬러지에 HVI 방전을 90min 처리하였을 때 슬러지의 MLSS는 2,908 mg/L에서 2,814 mg/L로 약 3.2 % 감소하였고, MLVSS 또한 2,539 mg/L에서 2,440 mg/L로 약 3.9 % 감소하였다. 처리 이후의 Soluble COD, TN, TP는 각각 346%, 15%, 144%가 증가 하였다. 이는 HVI 처리에 의해 플록과 활성 슬러지의 미생물 세포막이 파괴되어, 벌크 용액으로 세포 내 물질이 방출된 것이다. 이를 통하여 HVI 처리가 슬러지 가용화 효과가 있음을 확인할 수 있었다. HVI을 이용한 방전 시 Spark의 유/무에 의하여 경수의 농도 비교 실험 결과, HVI 처리에 의한 Spark의 형성으로 Ca2+ 농도는 약간 감소하는 것으로 나타나고, Spark의 형성 없이 전기장의 형성으로는 Ca2+ 농도는 약간 증가하는 것으로 나타났다. 그리고 HVI 방전 플라즈마는 처리 시간에 따른 변화로 5min 에서는 초기의 100 mg/L 에서 97 mg/L로 처리시간 60min 에서는 초기의 88 mg/L 에서 75 mg/L로 변하였다. 또한 처리시간이 증가 할수록 뚜렷이 온도가 증가하는 것을 알 수 있었고, 전기전도도와 pH의 변화는 변화 폭이 작았다. Ca2+농도는 시간에 따른 큰 차이가 보이지는 않지만, 둘 다 Ca2+ 농도가 감소하는 경향을 보이고 있었다. 하지만 실험 조건 중 시간에 따른 발생되는 spark의 횟수가 일정치 않았다. 따라서 HVI 방전 플라즈마에 의해 Ca2+농도는 감소함을 알 수 있었지만, spark 횟수에 따른 영향도 있을 것이라고 판단된다. 설계인자인 spark 횟수와 처리 시간의 관계에 따른 영향에 대한 추후 연구가 필요할 것이다.
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