유기성 폐기물 병합소화 기술

• 영문명: Co-Digestion technology of organic waste
• 발행기관: 유기성자원학회
• 저자명: 이보원(Bo-Won Lee) 이승용(Seung-Yong Lee)
• 간행물 정보: 『유기성자원학회 학술발표대회논문집』2017년도 추계학술대회 발표집, 136~136쪽, 전체 1쪽
• 주제분류: 공학 > 토목공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2017.09.30

국문 초록

이 연구는 유기성 폐기물의 에너지화를 위해 음식물류폐기물(음폐수), 분뇨, 하수슬러지를 대상으로 병합소화 실험을 실시하였다. 음식물류폐기물은 TS 농도가 높고, pH가 낮은 것이 특징이며, 분뇨는 TS 농도는 낮고, pH는 중성이며, 하수슬러지는 TS 농도가 낮고 pH는 중성을 나타내고 있다. 이러한 유기성 폐기물을 단순 혼합하여 병합소화를 실시할 경우 최적 혐기소화 조건을 유지하기에 어려움이 발생한다. 즉, 병합소화 시 적절한 전처리가 없을 경우 안정적인 소화조 운전이 어렵고 바이오가스 발생량 또한 낮다. 이 연구에서는 병합소화를 위한 기질의 전처리 가용화 공법으로 열가수분해를 선정하였고, 선정 사유로는 열가수분해의 경우 기질을 고온, 고압(165 ℃, 6bar) 하에서 스팀에 의해 세포벽을 균질하게 파괴함에 따라 슬러지의 근원적인 악취 저감과 아울러 탈수 슬러지 발생량을 감소시킬 수 있다. 뿐만 아니라 유입되는 기질의 농도에 관계없이 기질을 균질하게 가용 화가 가능하므로 혐기소화조의 안정적인 운전이 가능한 병합소화의 최적 방법이다. 음식물류폐기물, 분뇨 및 하수슬러지를 대상으로 Lab 실험결과 소화조 HRT 15.8일의 동일 조건에서 VS 제거율은 열가수분해 +병합소화 시 59.0%, 물리적 가용화(캐비테이션+초음파) +병합소화 시 34.2%로 열가수분해 +병합소화 실험에서 약 1.7배 높은 것으로 나타났으며, VS 제거당 가스발생량의 경우 열가수분해 +병합소화 시 1.0L/gVSrem, 물리적 가용 화(캐비테이션+초음파) +병합소화 시 0.52L/gVSrem로 열가수분해+병합소화 실험에서 92.3% 이상 증가하였고, 생산된 바이오가스를 발전을 통해 전력을 생산할 경우 운영비 절감이 가능하고, HRT가 작아 소화조 용적을 줄일 수 있으므로 전체적으로 경제성 측면에서 우수하다.

키워드

병합소화 열가수분해 캐비테이션 초음파 VFA(volatile fat acid) OLR(organic loading rate)