년도

2003

분야

산학연협력연구

연구과제명

대전시 하수종말처리장 하수슬러지 감량화를 위한 기초연구

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책임자/기관

호/충남대학교

연구기간

2003년 4월 ~ 2004년 2월 (11개월)

참여 연구원수

7 명

연구사업비

32,500만원

연구목적

하수처리과정에서 발생하는 하수슬러지의 발생량은 2002년말 기준으로 연간 2,073천톤으로 유입하수 1톤 처리당 평균 0.029%가 슬러지로 발생되고 있으며, 하수처리장의 지속적인 건설로 인해 향후 하수슬러지의 발생량도 더욱 증가할 것으로 예상된다.
하수처리장에서 발생되는 슬러지는 함수율이 80% 이상이기 때문에 매립, 소각, 해양투기, 재활용 등에 있어서 커다란 어려움을 겪고 있으며, 특히 2003년 7월부터는 하수처리장 시설용량 1만톤/일 이상의 처리장에서 발생되는 슬러지는 함유된 함수율에 관계없이 직매립이 금지되고 있기 때문에 하수슬러지를 효과적으로 감량할 수 있는 기술개발이 매우 시급한 실정이다.
본 연구에서는 물리?화학적 전처리 방법으로 오존, 열, 마이크로파, 초음파 및 알칼리제를 이용한 하수슬러지의 전처리 방법들을 단독 혹은 병합 처리하여 유기물가용화를 극대화하면서 경제적으로 운전 가능한 최적의 전처리조건을 도출하였다. 또한 최적의 전처리 조건에서 슬러지를 전처리하여 가용화 된 슬러지 내 유기물의 생분해성을 평가하고 고도처리 시 필요한 탄소원으로서의 활용가능성과 전처리후 호기성 수처리공정과의 연계 타당성을 검토하는 한편, 실험실규모의 슬러지 전처리 및 수처리공정을 연계한 MBR반응조 운영을 통해 기초 운전인자를 도출함으로써 슬러지 감량화 기술개발을 위한 기초자료를 확보하려는데 연구목적을 두고 있다.

주요내용

1. 슬러지 감량화에 대한 관련 기술 현황의 조사는 유럽 및 일본 등을 중심으로 관련 연구 및 기술개발 동향을 관련 논문과 자료조사를 통하여 조사하였고, 국내?외 슬러지 감량화 상용화 기술현황 및 관련기술의 특허내용 등을 조사하였다.

2. 하수슬러지의 전처리 방법에 따른 가수분해 및 탈수특성을 평가하기 위하여 본 연구에서는 마이크로파처리, 열처리, 오존처리, 초음파처리 그리고 오존-알칼리, 초음파-알칼리병합처리 등의 방법을 이용하였다.

3. 전처리한 슬러지 내 가용화유기물의 생분해도 평가를 위하여 산소 호흡율 측정을 통해 RBDCOD(Readily Biodegradable COD)를 계산하고 하수슬러지의 세포파괴에 따른 S-COD, S-Protein, S-Carbohydrate를 측정함으로써 유기물의 가용화 생분해 정도를 평가하고, 외부 탄소원으로서의 가능성을 평가하기 위하여 비탈질율, 비인방출율을 측정하였다.

4. 실험실 규모의 MBR반응조를 설치하고 잉여슬러지를 최적 전처리 방법으로 선정된 초음파+알칼리 병합처리방법을 통하여 가용화된 유기물을 Anoxic조에 유입시킴으로써 외부탄소원으로 활용함과 동시에 슬러지 감량효율을 평가하였다.

연구결과 활용