열 전처리에 의한 멜라노이딘 생성이 폐활성 슬러지의 혐기성 소화에 미치는 영향

• 영문명: Effect of Melanoidin Production by Heat Pre-Treatment on Anaerobic Digestion of Waste Activated Sludge
• 발행기관: 유기성자원학회
• 저자명: 박성윤 오두영 장은애 박기영
• 간행물 정보: 『유기성자원학회 학술발표대회논문집』2022년도 추계학술대회 발표집, 116~116쪽, 전체 1쪽
• 주제분류: 공학 > 환경공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2022.10.07

국문 초록

활성 슬러지 공정은 하수 및 산업폐수 처리에 널리 적용되지만 공정 부산물로 다량의 폐활성슬러지(Waste Activated Sludge, WAS)를 생성한다. 폐활성 슬러지의 발생량은 매년 증가하는 추세를보이며 슬러지 처리 비용은 전체 공정의 50%를 차지하기 때문에 유기물의 안정화, 슬러지 부피 감량, 유기탄소의 생화학적 과정을 통한 바이오가스 전환이 가능한 혐기성 소화를 통하여 효율적인 처리가 필요하다. 그러나 WAS의 복잡한 구조는 가수분해 속도를 낮추어 소화 효율을 저해하며 개선을위하여 다양한 전처리 기술이 제안된다. 슬러지의 열 전처리는 세포벽 파괴를 통하여 세포 내 물질을용해, 입자 크기를 감소시키며 유기물의 생분해성을 높여 혐기성 소화의의 효율 개선이 가능하지만일정 온도 이상의 고온 열 전처리는 아미노산과 당의 축합반응인 Maillard 반응을 유도하여 난분해성유기화합물을 생성할 수 있다. 본 연구에서 열 전처리 온도에 따른 WAS 혐기성 소화의 영향을 파악하기 위하여 100, 140, 180, 220, 260℃에서 열 전처리 된 WAS의 혐기성 소화를 진행하였다. 열 전처리는 반응시간 30분, 120rpm으로 진행되었으며 실험은 BMP test로 수행되었다. 실험 결과 열 전처리 온도 증가에 따라 메탄 발생량이 증가하였으며, 생분해도 및 VS 감량도 함께 증가하는 경향을보였다. 180℃ 이상의 열 전처리 온도에서는 메탄 발생, 생분해도 및 VS 감량이 감소하였으며 이러한 결과는 Maillard 반응으로 생성된 난분해성 유기화합물 Melanoidin의 생성에 기인한다.

키워드

페활성 슬러지 혐기성 소화 열 전처리 바이오가스 멜라노이딘