초록 ▼

가. 하수슬러지의 특성
국내 하수 처리장에서 발생되는 슬러지의 비중은 일반적으로 1.0032~1.054이고 고형물 농도는 1차슬러지;4.0~10.0, 2차슬러지; 0.8~2.5, 혼합슬러지; 0.5~1.5, 농축슬러지; 2.0~8.0, 혐기성슬러지 2.0~7.5 정도이다. 함수율은 년 평균 78% 전후, 유기물 함량은 47% 내외로써 선진국의 슬러지 함수율에 비하여 높고, 유기물 함량은 낮은 특성을 나타내고 있다. 이와 같이 함수율이 높고, 유기물 함량이 낮은 이유는 우수와 하수가 같이 유입되는 합류식 하수관거이기 때문이며,

가. 하수슬러지의 특성
국내 하수 처리장에서 발생되는 슬러지의 비중은 일반적으로 1.0032~1.054이고 고형물 농도는 1차슬러지;4.0~10.0, 2차슬러지; 0.8~2.5, 혼합슬러지; 0.5~1.5, 농축슬러지; 2.0~8.0, 혐기성슬러지 2.0~7.5 정도이다. 함수율은 년 평균 78% 전후, 유기물 함량은 47% 내외로써 선진국의 슬러지 함수율에 비하여 높고, 유기물 함량은 낮은 특성을 나타내고 있다. 이와 같이 함수율이 높고, 유기물 함량이 낮은 이유는 우수와 하수가 같이 유입되는 합류식 하수관거이기 때문이며, 유기물의 농도가 낮으며 탈수 효율이 낮은 이유는 다음과 같은 이유인 것으로 알려져 있다. ① 낮은 슬러지 농축조의 농축율 ② 소화조의 낮은 소화 효율 ③ 고분자 응집제에 의한 슬러지 개량 ④ 벨트 프레스로 일관된 탈수 국내 하수 처리장에서 발생되는 하수 슬러지의 일반적인 성상은 다음 표 1.1과 같다.
나. 하수슬러지의 처리현황 및 문제점
현재 전국에 가동 중인 하수처리장은 2003년도 말을 기준으로 242개소이며 처리시설용량은 20,844,745㎥/일이고 이들 하수처리장 대부분은 활성슬러지법 또는 그 변법을 이용하고 있으므로 하수처리과정에서 잉여 슬러지가 발생되고 있으며, 발생되는 슬러지의 양은 전체적으로 연간 227만톤이 발생되었고, 원단위는 평균 0.348kg/㎥이다. 각종 유기성폐기물 중에 음식물쓰레기와 슬러지류에 대하여 직매립을 금지하는 내용을 폐기물관리법 시행규칙에 명시하였으며, 음식물쓰레기는 2005년 1월부터 각종 슬러지류는 2003년 7월부터 직매립이 금지되었다.

Abstract ▼

Cavitation is a general term used to describe the behavior of voids or bubble in a liquid. As an impeller's (in a pump), or propeller's blades move through a fluid, low pressure areas are formed as the fluid accelerates around and moves past the blades. As it reaches vapor pressure, the fluid vapori

Cavitation is a general term used to describe the behavior of voids or bubble in a liquid. As an impeller's (in a pump), or propeller's blades move through a fluid, low pressure areas are formed as the fluid accelerates around and moves past the blades. As it reaches vapor pressure, the fluid vaporizes and forms small bubbles of gas. A unique approach can be to use a combination of hydrodynamic cavitation with other advanced oxidation processes tithe $O_{3}$ has been applied to real wastewater sludges.
For the optimal reactor design, some CFD(computational fluid dynamics) program simulation were executed. Cavitational apparatus consisted of a reactor and two pumps was made and tested in both lab scale and pilot scale. 1) COD and SCOD solubilization and TS reduction were measured for the extent of sludge solubilizaton, 2) ozonation and pH control were tested for the optimal operation conditions, 3) denitrification test with the solubilized sludge were accomplished, 4) for the energy recovery, some methane fermentation tests with the solubilized sludge were tested.

목차 Contents

• 제출문 ...1
• 보고서 초록 ...2
• SUMMARY ...5
• 목차 ...8
• 표목차 ...10
• 그림목차 ...12
• 제1장 서론 ...16
• 제1절 연구개발의 중요성 및 필요성 ...16
• 1. 하수 슬러지 특성 및 처리 현황 ...16
• 2. 음식물쓰레기 특성 및 처리 현황 ...18
• 3. 연구개발대상기술의 경제적.산업적 중요성 ...19
• 4. 연구개발의 필요성 ...20
• 제2절 연구개발의 국내외 현황 ...47
• 1. 외국의 기술개발 현황 ...47
• 2. 국내의 기술개발 현황 ...49
• 3. 국내, 외 시장규모 ...50
• 제3절 연구개발대상 기술의 차별성 ...51
• 제2장 연구개발 결과 및 활용계획 ...53
• 제1절 연구의 최종목표 ...53
• 제2절 연도별 연구개발의 목표 및 평가방법 ...53
• 1. 1차년도 연구개발 목표 및 연구개발 내용 ...53
• 2. 2차년도 연구개발 목표 및 연구개발 내용 ...54
• 3. 연구개발 목표별 평가방법 ...56
• 제3절 연도별 추진체계 ...57
• 1. 연구개발의 추진전략 ...57
• 2. 연차별 추진체계 ...57
• 제3장 연구개발 결과 및 활용계획 ...58
• 제1절 연구개발 결과 및 토의 ...58
• 1. 실험 장치 및 방법 ...58
• 가. 컴퓨터 시뮬레이션 (CFD) ...58
• 나. 오존과 Cavitation에 의한 슬러지 가용화 ...67
• (1) Lab-scale의 cavitation에 의한 가용화 실험 ...67
• (2) Pilot-scale의 cavitation에 의한 가용화 실험 ...74
• 다. Cavitation에 의해 가용화된 슬러지를 이용한 탈질 처리 실험 ...80
• 라. Cavitation에 의해 가용화된 슬러지를 이용한 메탄 발효 ...85
• (1) Lab-scale의 가용화된 슬러지를 이용한 메탄 발효 실험 ...85
• (2) BMP test를 통한 가용화된 슬러지의 생분해도 평가 ...88
• (3) Pilot-scale의 가용화된 슬러지를 이용한 메탄 발효 실험 ...91
• 2. 연구 결과 및 고찰 ...99
• 가. CFD 시뮬레이션 결과 ...99
• 나. 오존과 Cavitation에 의한 슬러지 가용화 ...108
• (1) Lab-scale의 cavitation에 의한 가용화 실험 결과 ...108
• (2) Pilot-scale의 cavitation에 의한 가용화 실험 결과 ...124
• 다. Cavitation에 의해 가용화된 슬러지를 이용한 탈질 처리 결과 ...141
• 라. Cavitation에 의해 가용화된 슬러지를 이용한 메탄 발효 ...152
• (1) Lab-scale의 가용화된 슬러지를 이용한 메탄 발효 결과 ...152
• (2) BMP test를 통한 가용화된 슬러지의 생분해도 평가 ...159
• (3) Pilot-scale의 가용화된 슬러지를 이용한 메탄 발효 결과 ...163
• 마. Cavitation에 의한 슬러지 전처리의 경제성 분석 ...170
• 제2절 연구개발 결과 요약 ...177
• 제3절 연도별 연구개발목표의 달성도 ...182
• 제4절 연도별 연구성과(논문.특허 등) ...183
• 제5절 관련분야의 기술발전 기여도 ...185
• 제6절 연구개발 결과의 활용계획 ...186
• 제4장 참고문헌 ...191
• 부 록 ...203