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비금속 자원 재활용을 위한 전해부상 장치를 이용한 고농도 유기질 폐수의 재활용에 관한 연구
A Study on Recycle of Concreted Organic Waste water by Electroflotation Apparatus for Resource Recycle of Non-Metal 원문보기

한국유화학회지 = Journal of oil & applied science, v.29 no.4, 2012년, pp.653 - 658  

김기준 (대진대학교 공과대학 화학공학과) ,  남상성 (한국과학기술기획평가원)

초록
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고농도 유기질 폐수처리를 위해 전기화학적 방법의 사용에 있어 관심이 고조되고 있다. 전기화학적 방법의 기술은 음식물폐수 및 공업적 폐수 문제를 해결하는데 이상적 처리 방법이다. 다른 화학적 처리 방법과는 다르게 전기화학적 처리장치는 2차 폐수의 부피를 증가시키지 않고 용수와 유기질 비료로 재활용한다. 전기화학적 방법은 전해부상장치를 무기화학적 약품과 병행하여 더욱 효과적으로 음식물 폐수를 처리한다. 이 연구는 2차 처리로 초음파와 오존처리로 탈색, COD와 BOD가 격감함으로 용수 및 유기질 비료로 활용하도록 실험하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

There is an increasing interest in the use of electrochemical methods for the food waste treatment. The technologies using the electrochemical method provide ideal tools for approaching industrial and food wastes problems. Unlike other chemical treatments, the electrochemical systems do not make the...

주제어

#전기화학적 장치   #전기적부유   #극초음파   #고농도 유기질폐수  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 음식물 폐수 처리과정(food waste water treatment process)에서 발생되는 슬러지량은 하수도정비와 함께 폭발적으로 증가되어 하수도 및 하천의 오염이 범람되고 있으며, 슬러지의 대부분을 무단투기로 처분되고 있으며 유효이용은 전무한 상태이다. 따라서 본 연구는 음식물 슬러지(food waste sludge)의 녹지 및 농지로의 유효 이용촉진 및 용수로 재활용되는 토대를 만들고자 연구하였다. 우리나라의 음식물 쓰레기 처리에 있어서 크나큰 문제점은 음식물에 염분이 과량 함유되어 있으며, 고추가루 등의 매운 양념 등이 내포되어 축산사료화하기나 미생물에 의한 재활용하기가 매우 어려웠다.
  • 본 연구는 무기 첨가제와 전해부상장치(electroflotation apparatus) [6-7]를 이용한 고농도 유기질음식물폐수를 처리하는 방법으로서, 금속시료와 산성용액으로 음식물폐수의 주요 물질인 요소를 이온화하여 부상시킴으로서 음식물폐수를 처리하는 방법이다. 음식물폐수에 금속시료[8-9]와 산용액을 반응조에 투여한 다음 전해부상장치에서 교반과 전압을 걸어 이온성 물질 등에 응집(flocculation)된 음식물 슬러지가 부유되어 폐수를 처리하는 방법으로 고형 물질은 건조 발효시켜 유기질 비료로 사용하고, 용액상태 음식물 폐수는 전해부상과정을 거친 후 초음파와 오존으로 처리한 다음 용수로 재활용하는데 목적이 있다.
  • 본 연구는 무기 첨가제와 전해부상장치(electroflotation apparatus) [6-7]를 이용한 고농도 유기질음식물폐수를 처리하는 방법으로서, 금속시료와 산성용액으로 음식물폐수의 주요 물질인 요소를 이온화하여 부상시킴으로서 음식물폐수를 처리하는 방법이다. 음식물폐수에 금속시료[8-9]와 산용액을 반응조에 투여한 다음 전해부상장치에서 교반과 전압을 걸어 이온성 물질 등에 응집(flocculation)된 음식물 슬러지가 부유되어 폐수를 처리하는 방법으로 고형 물질은 건조 발효시켜 유기질 비료로 사용하고, 용액상태 음식물 폐수는 전해부상과정을 거친 후 초음파와 오존으로 처리한 다음 용수로 재활용하는데 목적이 있다.
  • 우리나라의 음식물 쓰레기 처리에 있어서 크나큰 문제점은 음식물에 염분이 과량 함유되어 있으며, 고추가루 등의 매운 양념 등이 내포되어 축산사료화하기나 미생물에 의한 재활용하기가 매우 어려웠다. 이러한 문제점들을 해결할 뿐만 아니라 해양투기 근절에 따른 환경문제를 해결코자 본 연구를 수행하였다. 음식물폐수의 처리를 위하여 그 동안 수많은 첨가제와 공정들이 개발되어 있으나 그 처리효율이 매우 미흡하여, 축산폐수의 무기화학적 첨가제(inorganic additive)[3-5] 및 공정을 개발하게 되었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
축뇨의 성분 변동에 영향을 주는 요인은? 축분(animal excrement)과 축뇨(animal urine)의 오수는 고농도의 유기탄소와 질소를 포함하고 있어 매우 치명적인 환경문제를 야기하고 있다. 축뇨의 성분은 먹이와 축사의 상태, 가축의 연령, 배설물 취급방법 그리고 계절차이에 의해 크게 변동되므로 축산폐수를 처리하는데 어려움이 매우 컸다. 축산폐수(animal waste water)의 슬러지는 하수처리 과정중에 발생되는 미생물의 잔해로서 유기물, 각종 미량원소 및 질소성분을 포함하고 있어 유용한 비료로서 이용이 가능하다.
축산폐수 슬러지의 활용 방법은? 축뇨의 성분은 먹이와 축사의 상태, 가축의 연령, 배설물 취급방법 그리고 계절차이에 의해 크게 변동되므로 축산폐수를 처리하는데 어려움이 매우 컸다. 축산폐수(animal waste water)의 슬러지는 하수처리 과정중에 발생되는 미생물의 잔해로서 유기물, 각종 미량원소 및 질소성분을 포함하고 있어 유용한 비료로서 이용이 가능하다. 축분과 축뇨는 유용한 자원으로서 인식되어야 하며, 이러한 자원을 매립 또는 하수에 매물할 경우에 천연자원 재순환이 정지됨에 따라 생태계 파괴는 물론 우리 인간에게도 막대한 해를 입히는 것은 자명한 사실이다.
축분과 축뇨 및 슬러지를 퇴비화시켜 농업에 순환하면 어떤 장점이 있는가? 축분과 축뇨는 유용한 자원으로서 인식되어야 하며, 이러한 자원을 매립 또는 하수에 매물할 경우에 천연자원 재순환이 정지됨에 따라 생태계 파괴는 물론 우리 인간에게도 막대한 해를 입히는 것은 자명한 사실이다. 축분 및 슬러지를 퇴비화시켜 농업에 순환하면 하천을 오염시키지 않을 뿐만 아니라 화학비료를 사용하는 대신 유기질비료 (organicfertilizer)를 사용하면 곡식과 토양이 건강해져서 아름다운 환경이 조성된다. 음식물 폐수 처리과정(food waste water treatment process)에서 발생되는 슬러지량은 하수도정비와 함께 폭발적으로 증가되어 하수도 및 하천의 오염이 범람되고 있으며, 슬러지의 대부분을 무단투기로 처분되고 있으며 유효이용은 전무한 상태이다.
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참고문헌 (13)

  1. K. V. Lo. Liao. P. H., and V. Kleeck, R. J. A., "Full-scale Sequencing Batch Reactor Treatment of Diluted Seine Wastewater", Canadian Agricultural Eng., 33, 193, (1990). 

  2. George. T. and Franklin, L. B., "Wasterwater Engineering",

  3. I. S. SDA, "Principles and Practice of Phosphorus Annitrogen Removal from Municipal Wastewater", New York, NY, (1983). 

  4. Dongen. L. G. J. M., Jetten. M. S. M and Loosdrecht. M. C. M., "The Combined Sharon/Anam-mox Precess, Foundation for Applied Water Research". 6, (2001). 

  5. R. W. Crites, "Land use of Wastewater and Sludge". J. Environ. Sci. & Tech., 18(5), 140, (1984). 

  6. P. D. Jenssen, and T. Krogstad, "Particles Found in Clogging Layers of Wastewater Infiltration Systems may Cause Reduction in Infiltration Rate and Enhance P-adsorption", Wat. Sci. Tech., 20(3), 251, (1988). 

  7. Laak. R., "Wastewater Engineering Design for Unsewared Areas", Technomic Publishing co Inc, Lancaster, PA17604, U.S.A, 97, (1986). 

  8. Pal. D., and M. R. Overcash, "Design of Land Treatment Systems for Industrial Wastes", Ann arbor Science Publishers Inc/The Butterworth Group, Michigan 48160, 104, (1981). 

  9. J. A. LaszLlo, "Electrolyte Effects on Hydrolyzed Reactive Dye Binding to Quaternized Cellulose". Textile Chemist and Colorist 27(4), 25, (1995). 

    상세보기

  10. W. A. Parsons, "Chemical Treatment of Sewage and Industrial Waste", Bulletin 215 National Lime Association, Washington DC (1975). 

  11. A. J. Rubin, "Effect of Alum Coagulation in Chemistry of Water Supply", Ann Arbor Sci. Pub. Co., MI, (1984). 

  12. W. Stumn, and Omelia, C. R., "Stoichiometry of Coagulation", J. AWWA, 60(5), 514, (1978). 

  13. A. Sommerauer, "The Role of Complex Formation in the Flocculation of Polyelectrolytes", Koll, Z. Z., 225 (2), 147, (1978). 

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