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탈수 하수슬러지 분해에 대한 혐기성 ?처리 효과

전문가 제언: ○ 혐기성 소화를 통한 생분해를 증진시키기 위하여 도시 폐수처리공장에서 발생된 탈수한 하수 슬러지에 대한 혐기성 전처리 효과를 평가하였다. 전처리는 실험실 규모로 25, 50 및 70℃에서 2일간 슬러지를 배양하였다. 슬러지 소화의 열 영향을 결정하기 위한 표준으로 삼기위해 슬러지 시료를 20분간 121℃로 오토클레이브에서 가열하였다.

○ 점도, pH 및 가용성화학적 산소요구량(SCOD: Soluble Chemical Oxygen Demand)과 같은 탈수 슬러지의 특성이 전처리에 의해 영향을 받는다. 전처리 후의 높은 SCOD는 초기 생분해율이 증진되기는 하나 메탄수율을 증가시키는 것을 의미하지는 않는다. 실제로 SCOD 농도가 크게 개선되었으나(27% 상승) 메탄의 수율은 8% 증가에 그쳤다(전처리한 시료 및 처리하지 않은 시료의 메탄 생산량은 휘발성고체 1g 당 각각 메탄 298N±9ml와 276±6ml).

○ 혐기성 전처리 시간을 50℃에서 12시간에서 2일로 증가시킨 결과 11%의 메탄수율이 증가되었다. 바이오가스 중의 메탄함량은 전처리한 기질과 처리하지 않은 기질에서 각각 평균 65～69% 증가하였고 휘발성고체의 감소는 42～51%로 증가하였다.

○ 전 소화시간은 전처리에 의해 영향을 받지 않으나 50℃에서 전처리한 시료의 첫 12일간의 배양에서 메탄의 90%가 생산된데 대하여 25, 70℃에서 전처리한 시료와 처리하지 않은 시료의 경우 2～5일 더 소용되었다.

○ 이 연구에서 호열성 소화가 신속한 소화와 높은 휘발성고체 감소라는 항목에서 보다 좋은 선택임을 발견하였으나 중온도 소화보다 메탄수율이 낮음이 발견되었다. 즉 호열성 소화와 중온성 소화가 각각 9% 및 11%의 메탄증가를 보여주었다.

○ 이 논문의 하수 슬러지 처리로 오염물의 방출을 경감시키고 휘발성고체로부터 메탄을 회수하는 방법이 우리나라 하수 슬러지 처리에 참고가 되기 바란다.

저자: Ivo Achu Nges, Jing Liu
자료유형: 학술정보