하수슬러지의 해양투기 배출규제에 대한 대체 처리방안으로, 하수슬러지의 초음파 가용화를 통한 재기질화와 하수처리 공정에 대한 개선을 통한 슬러지 발생량의 저감방안을 살펴보았다. 분리막 반응조(MBR) 실험을 통해 SRT를 점진적으로 SRT=5.1일에서 442일까지 증가시켰으며, 이때 반응조내 미생물의 평균 농도값은 $c_B$=3.4 $gTSSL^{-1}$에서 $c_B$=14.5 $gTSSL^{-1}$까지 증가하였다. 이때 기질제거율과 미생물의 성장량과의 관계를 나타내는 미생물 수율($Y_{B/S}$)는 SRT=5.1일 일때의 약 0.5-0.7에 비해 SRT=442일 일때 0.005-0.007로 저감되어, 직접적인 슬러지 발생량의 감소를 가져오게 되는 것을 확인하였다. 반응 조내 미생물 농도와 폭기효율과의 관계를 프로펠러 루프 반응조에서 교반속도에 따른 산소전달계수와 ${alpha}$-factor의 변화로써 살펴보았다. 한편 슬러지에 대한 초음파 가용화는 에너지 투입량에 따라 가용화 효율이 증가하고, 가용화한 슬러지의 혐기성 소화효율은 가용화하지 않은 슬러지에 비해 바이오가스 발생량이 많았다.
In order to find the way to solve the problem of sewage sludge discharge into the ocean, the sludge solubilization by ultrasonic and the improvement methods of wastewater treatment process were studied. In the membrane bioreactor the sludge retention time was stepwise increased from 5.1 day to 442 days where the biomass average concentration has been increased from $c_B$=3.4 $gTSSL^{-1}$ to $c_B$=14.5 $gTSSL^{-1}$ respectively. At the same time, the biomass yield coefficients were reduced from 0.5-0.7 at SRT=5.1 day to 0.005-0.007 at SRT=442 days which means the reduction of sludge production. Oxygen mass transfer coefficients and ${alpha}$-factor were investigated with changing stirrer speed to find the relation between the high biomass concentration and aeration efficiency in the propeller loop reactor. As a result of sludge solubilization, the solubilization of sludge by ultrasound was increased with increasing energy input and it led to improved anaerobic digestion rate with more biogas production than that of nonsolubilized sewage sludge.
