초음파와 전기장 처리에 의한 하수슬러지 탈수성 향상에 관한 연구

Title
초음파와 전기장 처리에 의한 하수슬러지 탈수성 향상에 관한 연구
Authors
모우종
Keywords
초음파와전기장처리에의한하수슬러지탈수성향상에관한연구
Issue Date
2012
Publisher
인하대학교
Abstract
슬러지 처분비용은 하수처리장 운영에 있어 중요한 경제적 요소이다. 더욱이, 2013년부터 유기성 폐기물의 해양투기가 금지되면서 대부분의 슬러지가 육상 처리 되어야하기 때문에 슬러지의 발생량을 줄이는 것이 무엇보다 시급한 상황이다. 본 연구에서는, 초음파와 전기장 처리에 의한 하수슬러지 탈수성 향상에 대해 알아보고자 하였다. 실험에서 사용된 초음파 처리 장치의 주파수와 출력은 각각 20 kHz, 1 kW였으며, 전기장 처리 장치는 단상교류 전압 220 V를 직류전압 24 V, 전류 1.5 A로 변화 시켜주고 변환된 직류전압은 파이프를 통과하며 증폭되어 최대 40 kV, 0.75 mA로 출력된다. 슬러지는 초음파와 전기장 단독처리 그리고 초음파 및 전기장 병합처리 되었으며, 실험에 적용된 초음파 에너지 밀도 범위는 225-1200 kJ/L였다. 초음파 단독처리와 초음파 및 전기장 병합처리 된 슬러지의 탈수 cake 함수율은 초음파 에너지 밀도 1200 kJ/L 일 때, 각각 10%와 12% 감소하였으며 초음파 및 전기장 병합처리가 초음파 단독처리보다 함수율을 낮추는데 효과적 이였으나, 전기장 단독처리시 함수율의 변화는 거의 없었다.
Description
1. 서론 1 2. 문헌연구 3 2.1 하수슬러지 3 2.1.1 하수슬러지 종류 및 특성 3 2.1.2 하수슬러지 발생 및 처리현황 4 2.2 생물학적 슬러지 7 2.2.1 생물학적 슬러지 플록 7 2.2.2 생물학적 슬러지의 물리화학적 특성 9 2.2.3 슬러지의 탈수성 및 수분 결합상태 9 2.3 하수슬러지 처리공정 11 2.3.1 농축 11 2.3.2 혐기성소화 11 2.3.3 슬러지 개량 12 2.3.4 기계적 슬러지 탈수 방법 12 2.4 하수슬러지 탈수성 향상을 위한 전처리 방법 14 2.4.1 기계적 전처리 14 2.4.2 동결융해 전처리 14 2.4.3 산알칼리 전처리 15 2.4.4 열 전처리 15 2.4.5 오존 전처리 16 2.4.6 전기장 전처리 16 2.4.7 초음파 전처리 20 2.5 국외 하수슬러지 처리 23 2.5.1 미국 23 2.5.2 유럽 23 2.5.3 일본 23 3. 실험방법 25 3.1 대상슬러지 시료 및 시료 채취 25 3.2 Pilot-scale 초음파 및 전기장 처리 장치 25 3.3 슬러지 탈수 장치 28 3.4 모세관 흡입실험(Capillary Suction Time, CST) 29 3.5 분석 항목 및 방법 31 4. 실험결과 32 4.1 화학적 산소요구량 (Chemical Oxygen Demand, COD) 32 4.1.1 총화학적 산소요구량 (total Chemical Oxygen Demand,tCOD) 32 4.1.2 용해성 화학적 산소요구량 (soluble Chemical Oxygen Demand,sCOD) 33 4.2 입도분포 (Size distribution) 35 4.3 체외고분자 물질(Extracellular Polymeric Substances, EPS) 39 4.3.1 Protein 39 4.3.2 Polysaccharide 41 4.4 CST(Capillary Suction Time) 43 4.5 함수율(Water Content) 44 4.6 sCOD와 함수율 관계 46 4.7 슬러지 처리비 절감효과 48 5. 결론 50 6. 참고문헌 52
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/23719
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College of Engineering(공과대학) > Environmental Engineering (환경공학) > Theses(환경공학 석박사 학위논문)
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