초록 ▼

연구개발 결과
하수처리장 내 생물 반응조에서 발생되는 잉여 슬러지 자체를 감량하고자 설치하였던 전기분해 사전감량 시설의 운전 결과, 전기분해 공정을 하지 않은 대조군에 비하여 40%의 잉여 슬러지가 감량 된 것을 확인하였다. 이것은 매일 발생하는 잉여 슬러지 중 생물 반응조에서 생물학적 처리가 가능 한 수준의 슬러지를 남겨 이 슬러지를 개량하여 측정한 결과이다. 전기분해를 통해 슬러지의 침전성이 좋아진 것을 확인하였으며, 전기분해 처리가 배출수질에 영향을 미치지 않는 것도 확인하였다.
사후처리의 경우 탈수기로 이송되는 슬

연구개발 결과
하수처리장 내 생물 반응조에서 발생되는 잉여 슬러지 자체를 감량하고자 설치하였던 전기분해 사전감량 시설의 운전 결과, 전기분해 공정을 하지 않은 대조군에 비하여 40%의 잉여 슬러지가 감량 된 것을 확인하였다. 이것은 매일 발생하는 잉여 슬러지 중 생물 반응조에서 생물학적 처리가 가능 한 수준의 슬러지를 남겨 이 슬러지를 개량하여 측정한 결과이다. 전기분해를 통해 슬러지의 침전성이 좋아진 것을 확인하였으며, 전기분해 처리가 배출수질에 영향을 미치지 않는 것도 확인하였다.
사후처리의 경우 탈수기로 이송되는 슬러지를 전기분해하여 슬러지를 구성하는 미생물의 세포벽을 파괴하여, 세포질의 용출을 용이하게 하여 슬러지의 발생량을 감소시키고자 설치한 시설이다. 운전 결과 탈수케잌 함수율을 최대 2.5%까지 낮아지는 것을 확인하였다. 이것은 최종 슬러지 케잌 발생량의 15%가 감량 된다는 것을 의미한다.

Abstract ▼

Ⅳ. Results
In the biological treatment with energy saving sludge solubilization process, organic removal efficiencies achieved to about 85.6% for CODcr and 91% for BOD at operating condition, and NH⁴⁺- Nremoval efficiencies were obtained above 65%. Especially pretreatment obtained slud

Ⅳ. Results
In the biological treatment with energy saving sludge solubilization process, organic removal efficiencies achieved to about 85.6% for CODcr and 91% for BOD at operating condition, and NH⁴⁺- Nremoval efficiencies were obtained above 65%. Especially pretreatment obtained sludge reduction ratio above 40% of electrolysis, and aftertreatment obtained sludge dewatering ratio reduced 2.5%, and polymer consumption reduced 40%. It is proved by the experimental results that the concentration of microbes(nitrofication, dinitrofication, etc)was no obvious influence to electrolysis of return sludge. Also treated water of electrolysis was no obvious influence hydroecological condition.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 요 약 서 ... 4
• 요약문 ... 6
• SUMMARY ... 10
• 목 차 ... 12
• 표 목 차 ... 18
• 그 림 목 차 ... 20
• 제 1 장 서 론 ... 27
• 제1절 연구개발과제의 개요 ... 29
• 1. 연구개발의 중요성(필요성) ... 29
• 2. 연구개발의 국내ㆍ외 현황 ... 30
• 가. 해외 시장 및 기술개발 동향 ... 30
• 나. 국내 시장 및 기술개발 동향 ... 36
• 3. 연구개발 대상 기술의 차별성 ... 41
• 가. 차별성 ... 41
• 나. 주관기관의 관련기술 보유현황 ... 44
• 제2절 연구개발의 목표 및 추진전략 ... 45
• 1. 연구개발의 목표 ... 45
• 가. 연구개발의 최종목표 ... 45
• 나. 연구개발의 연차별 목표 ... 45
• 2. 연구개발의 추진전략ㆍ체계 및 연구수행방법 ... 46
• 가. 연구개발의 추진전략 ... 46
• 나. 연차별 추진체계 ... 48
• 다. 연차별 연구수행방법 ... 49
• 제 2 장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 61
• 제 1절 전기분해를 이용한 슬러지 감량장치의 기초 실험 ... 63
• 1. 실험장치 및 방법 ... 63
• 가. 실험장치 ... 63
• 나. 실험방법 ... 64
• 다. 실험결과 ... 67
• 제2절 전기분해를 이용한 슬러지 감량장치 개발 ... 89
• 1. 처리시설의 개요 ... 89
• 가. 사전 처리시설 공정별 기능 ... 90
• 나. 사후 처리시설 공정별 기능 (전해 부상농축조) ... 93
• 다. 사후 처리시설 공정별 기능 (전해 슬러지 가용화조) ... 94
• 제3절 사전 처리시설 슬러지 감량 평가 ... 96
• 1. 사전 처리시설 실증 운전 수행 내용 ... 96
• 가. 시설 개요 ... 96
• 나. 운전 조건 및 방법 ... 97
• 다. 분석방법 및 횟수 ... 98
• 라. 생물 반응조의 SVI, ORP ... 98
• 2. 운전 결과 분석 ... 99
• 가. 대조군, 전해군의 유출수 평가 ... 99
• 나. 슬러지 인발량에 따른 감량율 ... 101
• 다. 전기분해에 따른 생물 반응조 미생물관찰 결과 ... 103
• 제4절 사후 처리시설 슬러지 함수율 감소 평가 ... 105
• 1. 사후 처리시설 실증 운전 수행 내용 ... 105
• 가. 사후 처리시설 공정 ... 105
• 나. 사후 처리시설 기초 운전 결과 ... 107
• 다. 사후 처리시설 전류 인가량 변화에 따른 슬러지 탈수율 결과 ... 109
• 라. 사후 처리시설 폴리머 주입량 변화에 따른 슬러지 탈수율 결과 ... 112
• 제5절 연구실규모 전기분해의 이론적 접근방법 ... 115
• 1. 슬러지 가용화 기술 ... 115
• 가. 슬러지 발생량 ... 115
• 나. 슬러지 가용화 필요성 ... 115
• 2. 슬러지 전처리 기술 ... 116
• 가. 열처리 ... 116
• 나. 동결ㆍ융해 처리 ... 116
• 다. 기계적 처리 ... 116
• 라. 화학적 처리 ... 116
• 마. 오존 처리 ... 117
• 바. 효소 처리 ... 117
• 사. 초음파 처리 ... 117
• 3. 전기분해 특성 ... 117
• 가. 전기분해(Electrolysis) 메커니즘 ... 117
• 나. 전기분해 처리의 장단점 ... 118
• 다. 전기분해 이론 ... 118
• 라. 전기분해 반응의 영향인자 ... 119
• 제6절 연구실 규모의 하수슬러지 전기분해 최적조건 도출 ... 120
• 1. 하수슬러지 감량 시 과전압 최소화를 위한 전극 선정 ... 120
• 2. 전해부상 최적조건 도출 ... 122
• 가. 처리시간에 따른 농축률 및 가용화율 ... 123
• 나. 전류밀도에 따른 농축률 및 가용화율 ... 123
• 3. 전기분해 최적조건 도출 ... 124
• 가. 전극형태별 가용화율 도출 ... 124
• 제7절 전해 슬러지 감용 장치의 슬러지 탈수효율 및 감량증대 실증화 ... 128
• 1. 전해 감용 슬러지의 탈수효율 평가 ... 128
• 가. 탈수효율 평가 ... 128
• 제8절 전해 감용 슬러지 반류수의 유기탄소원 가치평가 ... 131
• 1. 전해 감용 슬러지의 탈질효율 평가 ... 131
• 가. 실험방법 ... 131
• 나. 분석방법 ... 131
• 다. 평가결과 ... 131
• 2. 전해 감용 슬러지의 메탄발효 평가 ... 134
• 가. 실험방법 ... 134
• 나. 분석방법 ... 134
• 다. 메탄발효 평가결과 ... 135
• 제9절 전기분해로 인한 방류수의 독성평가 ... 140
• 1. 연구배경 ... 140
• 2. 연구방법 ... 141
• 가. 시험수 조건 ... 141
• 나. 조류성장 저해시험 ... 141
• 다. 물벼룩 급성 독성시험 ... 142
• 라. 자료해석 ... 142
• 3. 연구 결과 ... 143
• 가. 조류성장 저해 ... 143
• 나. 갑각류 급성독성 ... 149
• 4. 전기분해에 의한 세포 사멸 검증 ... 151
• 가. Flow cytometry를 이용한 생물의 사멸판정 ... 151
• 나. 전기분해 처리 후 하수 일반 세균의 성장 ... 154
• 제10절 전해 슬러지 감량장치 운영 및 개선점 ... 155
• 1. 운전 및 유지관리 ... 155
• 가. 기본 운전 관리 ... 155
• 나. 시설 운전 흐름 ... 155
• 2. 유지관리 방법 ... 156
• 가. 운전관리 ... 156
• 나. 기본 점검 사항 ... 156
• 다. 안전관리 사항 점검 ... 156
• 라. 주의사항 ... 157
• 3. 전해전극의 세척 ... 157
• 가. 개요 ... 157
• 나. 전해전극 세척시기 판단 기준 ... 157
• 다. 전해전극 세척 방법 ... 157
• 4. 정류기의 운전 및 점검 ... 158
• 가. 전압 및 전류 조정 ... 158
• 나. 고장에 대한 조치법 ... 158
• 제11절 연구결과 종합 ... 160
• 1. 현장 Pilot Test Plant 실험결과 ... 160
• 2. 현장 Pilot 연속 실험 결과 ... 160
• 3. 사후 처리시설 기조 운전 결과 ... 160
• 4. 연구실 규모 하수슬러지 전해 최적조건 도출 ... 161
• 5. 전해 슬러지 감량장치의 탈수효율 및 실증화 평가 결과 ... 161
• 6. 슬러지 반류수의 유기탄소원 가치평가 ... 161
• 7. 방류수 독성평가 ... 161
• 8. 종합결과 ... 161
• 제12절 전해군과 대조군의 경제성 비교(예시) ... 162
• 1. 비교 기준 ... 162
• 가. 사전 감량 ... 162
• 나. 사후 감량 ... 162
• 2. 경제성 분석 ... 163
• 가. 예상 공사비 ... 163
• 나. 유지관리비 ... 163
• 3. 기대효과 ... 165
• 가. 사전 감량 ... 165
• 나. 사후 감량 ... 166
• 제 3 장 목표 달성도 및 관련분야 기여도 ... 169
• 제1절 연도별 연구개발목표의 달성도 ... 171
• 1. 총괄 ... 171
• 2. 미달성 목표에 대한 향후 계획 ... 171
• 제2절 관련분야의 기술발전 기여도(환경적 성과 포함) ... 172
• 1. 기술적 측면 ... 172
• 2. 경제적 측면 ... 172
• 3. 환경적 측면 ... 172
• 제 4 장 연구개발 결과의 활용계획 ... 175
• 제1절 연구성과 활용계획 ... 177
• 1. 경제사회적 성과달성 계획 ... 177
• 가. 사업화 추진계획 ... 177
• 나. 고용창출 계획 ... 178
• 다. 비용절감 계획 ... 178
• 라. 기술이전 계획 ... 178
• 마. 매출추진 계획 ... 178
• 2. 과학기술적 성과달성 계획 ... 179
• 가. 지식재산권 획득 계획 ... 179
• 나. 국내외 신기술 신제품 등 관련 인증 계획 ... 179
• 다. 국내외 전문학술지 게재 계획 ... 179
• 라. 국내외 학술회의(세미나) 발표 계획 ... 180
• 3. 국제협력 계획 ... 180
• 가. 기술무역 계획 ... 180
• 나. 인력교류 ... 180
• 다. 국제협력 기반 계획 ... 180
• 라. 국제학술회의 개최 계획 ... 180
• 제2절 NTIS에 등록한 연구시설ㆍ장비현황 ... 181
• 1. 등록 장비 현황 ... 181
• 가. 전해 슬러지 가용화조 ... 181
• 제 5 장 참고문헌 ... 185
• 끝페이지 ... 189