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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김동욱
- 발행연도
- 2018
- 저작권
- 공주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
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본 연구에서는 초미세기포 기술을 고농도 유기성 폐수 및 소화폐액에 적용하여 이들의 오염물질저감 특성과 유기성 폐자원 에너지화 공정의 성능 향상에 관한 연구를 수행하였다.
초미세기포 발생장치는 기체, 액체 각각을 흡입시켜 1차적으로 기체/액체 활력체를 생성시키는 초미세기포 동력수단과 2차적으로 기체/액체 활력체를 대상 폐수 속에 골고루 분산시키는 기체/액체 활력체 분산수단으로 구성하였다. 이때 이중자켓 형태의 4.5L 아크릴컬럼 및 항온순환장치 등을 이용하여 초미세기포의 잠재력을 테스트하였다.
고농도 유기성 폐수에 있어서, 초미세기포 40분 반응은 어떠한 고형물을 기준으로 하여도 65% 이상의 고액분리 성능을 나타내었으며, 초미세기포 60분 반응은 46.52% T-N저감, 및 초기 C/N비 11.45에서 20.14로 향상시키는 잠재력을 발휘하였다.
초미세기포 40분 처리는 음식물 폐수의 모든 경우에 있어서 전체 오염 부하량을 46.40% 저감시켰으며, 산업체 악성폐수 원액에 있어서도 전체 오염 부하량을 46.58% 저감시키는 효과가 있었다.
유기성 폐자원 에너지화 공정후 소화폐액 원액에 대한 초미세기포 40분 처리 후 오염원 감소율을 살펴보면, TS는 67.45%, SCODcr은 19.04%, T-N은 46.69%, T-P는 34.29%로 각각 저감되었다. 전체 오염 부하량은 58.13%로 41.87% 저감되었으며 C/N비 기준으로 볼 때 14.10에서 21.41로 향상시키는 C/N비 조정효과가 있었다.
유기성 폐자원 에너지화 공정에서는 초미세기포 기술을 적용하면, BOD, COD, SS, T-N, T-P, VS 등 모든 항목에 있어서 유기성 폐자원 에너지화 후공정 처리를 월등히 증가시킴으로써 유기성 폐자원 에너지화 공정의 성능을 28% 이상 향상시킬 수 있었다. 그리고 본 연구의 초미세기포 기술은 소화폐액의 C/N비를 9.88에서 16.01로 6.13만큼 상향 조정시킴으로써 후속의 소화폐액 대상 폐수처리장의 전체부하를 사전에 저감시킬 뿐만 아니라 메탄올의 대량투입을 생략시키는 효과까지 가져올 수 있을 것으로 기대된다.
유기성 폐자원 에너지화 후처리 공정에 초미세기포 기술을 적용하면 소화농축슬러지 반송효과로 바이오가스의 생성량은 21.47%(L/VSkg 기준), 바이오가스의 질은 CH4 농도가 71.80%까지 증가하면서 28.69%(CH4kg/VSkg 기준) 향상됨을 알 수 있었다. 즉, 초미세기포 기술은 유기성 폐자원 에너지화 공정의 전체성능을 월등히 향상시킬 수 있을 것이다. 또한 초미세기포 기술의 유기성 폐자원 에너지화 공정으로의 도입은 발효가스의 생성량 또한 64.29%(L/VSkg 기준) 증가시켰는데, 본 초미세기포 기술을 상기 발효가스의 에너지화 공정에도 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다.
초미세기포 발생장치는 기체, 액체 각각을 흡입시켜 1차적으로 기체/액체 활력체를 생성시키는 초미세기포 동력수단과 2차적으로 기체/액체 활력체를 대상 폐수 속에 골고루 분산시키는 기체/액체 활력체 분산수단으로 구성하였다. 이때 이중자켓 형태의 4.5L 아크릴컬럼 및 항온순환장치 등을 이용하여 초미세기포의 잠재력을 테스트하였다.
고농도 유기성 폐수에 있어서, 초미세기포 40분 반응은 어떠한 고형물을 기준으로 하여도 65% 이상의 고액분리 성능을 나타내었으며, 초미세기포 60분 반응은 46.52% T-N저감, 및 초기 C/N비 11.45에서 20.14로 향상시키는 잠재력을 발휘하였다.
초미세기포 40분 처리는 음식물 폐수의 모든 경우에 있어서 전체 오염 부하량을 46.40% 저감시켰으며, 산업체 악성폐수 원액에 있어서도 전체 오염 부하량을 46.58% 저감시키는 효과가 있었다.
유기성 폐자원 에너지화 공정후 소화폐액 원액에 대한 초미세기포 40분 처리 후 오염원 감소율을 살펴보면, TS는 67.45%, SCODcr은 19.04%, T-N은 46.69%, T-P는 34.29%로 각각 저감되었다. 전체 오염 부하량은 58.13%로 41.87% 저감되었으며 C/N비 기준으로 볼 때 14.10에서 21.41로 향상시키는 C/N비 조정효과가 있었다.
유기성 폐자원 에너지화 공정에서는 초미세기포 기술을 적용하면, BOD, COD, SS, T-N, T-P, VS 등 모든 항목에 있어서 유기성 폐자원 에너지화 후공정 처리를 월등히 증가시킴으로써 유기성 폐자원 에너지화 공정의 성능을 28% 이상 향상시킬 수 있었다. 그리고 본 연구의 초미세기포 기술은 소화폐액의 C/N비를 9.88에서 16.01로 6.13만큼 상향 조정시킴으로써 후속의 소화폐액 대상 폐수처리장의 전체부하를 사전에 저감시킬 뿐만 아니라 메탄올의 대량투입을 생략시키는 효과까지 가져올 수 있을 것으로 기대된다.
유기성 폐자원 에너지화 후처리 공정에 초미세기포 기술을 적용하면 소화농축슬러지 반송효과로 바이오가스의 생성량은 21.47%(L/VSkg 기준), 바이오가스의 질은 CH4 농도가 71.80%까지 증가하면서 28.69%(CH4kg/VSkg 기준) 향상됨을 알 수 있었다. 즉, 초미세기포 기술은 유기성 폐자원 에너지화 공정의 전체성능을 월등히 향상시킬 수 있을 것이다. 또한 초미세기포 기술의 유기성 폐자원 에너지화 공정으로의 도입은 발효가스의 생성량 또한 64.29%(L/VSkg 기준) 증가시켰는데, 본 초미세기포 기술을 상기 발효가스의 에너지화 공정에도 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다.
목차
I. 서 론 11.1 고농도 유기성 폐수 11.2 초미세기포 기술 3II. 이론적 고찰 62.1 수중 기포형태 62.2 초미세기포 발생원리 82.3 초미세기포의 특징 112.4 초미세기포 발생기술의 비교 22III. 실험장치 및 분석방법 233.1 초미세기포 장치 233.1.1 초미세기포 실험장치 233.1.2 초미세기포 실험방법 253.1.3 분석방법 263.2 초미세기포 실시 예 273.2.1 고농도 유기성폐수사전저감 273.2.2 유기성 폐자원 에너지화 공정의 소화폐액 초미세기포 처리 28IV. 결과 및 고찰 314.1 초미세기포에 의한 오염물질 저감 314.1.1 고상 오염물질저감 314.1.2 액상 오염물질저감 354.2 초미세기포 적용 공정 운전 394.2.1 고농도 유기성 폐수의 오염물질저감 394.2.2 유기성 폐자원 에너지화 공정의 소화폐액 초미세기포 처리 44V. 결 론 60참고문헌 62Abstract 65
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