저온 플라즈마와 막 여과를 결합한 물리화학적 고농도 가축분뇨처리 시스템의 거동평가 = Performance evaluation of novel physicochemical system coupling cold plasma and membrane filtration to treat high-strength livestock urine and manure
저자
안현민 ( Hyeonmin An ) ; 이재철 ( Jae-cheol Lee ) ; 박루미 ( Rumi Park ) ; 김현우 ( Hyun-woo Kim ) 연구자관계분석
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2019
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학술저널
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100-100(1쪽)
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가속화되는 산업과 인구의 증가는 육류 소비량을 증가시켰고 이는 가축분뇨 발생량의 증가로 이어져 부영양화와 같은 환경문제의 근원이 되고 있다. 고농도의 가축 분뇨를 처리하기 위한 다양한 생물학적 및 화학적 처리 기술들이 연구되어 왔지만, 상대적으로 긴 처리시간 확보 및 추가 화학약품 투입 필요성 등과 같은 여러 한계가 존재한다. 본 연구는 저온 플라즈마와 막 여과를 결합한 물리화학적 시스템을 제안하고 그 성능을 평가한다. 저온 플라즈마는 공기 중 전기적 방전을 통해 강 산화종인 OH 라디칼 및 오존 등을 생성시켜 난분해성 유기물질 등의 처리에 효과적이며, 막 여과는 고액분리를 통해 부유 물질 및 탁도의 제거에 탁월하다고 알려져 있다. 이에 본 연구는 저온 플라즈마만 적용한 시스템(case.1), 막 여과만 적용한 시스템(case.2), 저온 플라즈마와 막 여과를 결합한 시스템(case.3)에 대하여 수리학적 체류시간에 따른 영양염류 및 오염물질의 처리 성능과 막 오염의 정도를 고찰하였다. 그 결과 저온 플라즈마와 막 여과를 결합한 시스템은 영양염류(TN 72.4 %, TP 57.8 %, NH3-N 73.3 %), 탁도(99.1 %) 및 유기물(DOC 71.3 %, SS 98.7 %)의 제거효율이 매우 높게 나타났으며, transfer membrane pressure (TMP) 증가율 및 유출수의 플럭스 감소율이 가장 적은 것으로 밝혀졌다. 이 결과는 저온 플라즈마와 막 여과의 결합이 오염물질 처리능력 및 막 오염 저감에 탁월함을 입증한다. 종합하면, 본 연구가 제안한 물리화학적 처리시스템은 고농도 가축분뇨의 비용효과적 처리를 가능하게 하며 탁도, 유기물 및 막 오염 저감을 동시에 달성 가능한 것으로 사료되어 가축분뇨의 안정화효율 제고에 기여할 수 있다고 사료된다.
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