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혐기성 충전 층 바이오가스 반응기의 최근 동향

전문가 제언: ○ 최근 우리나라에서도 활성오니 모델을 사용한 고도처리 시설설계를 하고 있다. 특히 호기입상 특징을 고려한 설계를 하고 있는데 이 고밀도 집합 미생물 입상은 외형이 둥글고 부드러우면서 규칙적이고 탁월한 안정성과 높은 밀도 및 높은 강도의 미생물 집합구조를 하고 있다. 이는 높은 바이오매스 체류시간과 유기물 부하 능력을 발휘하면서 독성 내성도 있어 유익한 설계를 하게 된다.

○ 대부분의 혐기성 소화 장치는 단순하고 소화 실패를 일으킬 수 있는 과부하를 방지하기 위해 유기물 부하를 낮게 설정하여 운전하고 있다. 가수분해 분리나 아세트 균 및 메탄 균에 의한 산 분해단계는 혐기성 프로세스를 최적화로 운전하는데 있어 매우 중요하다. 그리고 소화 장치 내에서 최소혼합은 활성 미생물 바이오매스의 손실을 억제하고 사용된 재료로 일부 미생물 지지체를 만들 수 있다.

○ 고정필름형의 소화용기에는 미생물 성장을 촉진하기 위해 내부에 지지체나 충전재를 사용하여 표면적을 넓히게 된다. 투입원료는 충전재를 거치면서 혐기성 미생물과 접촉하게 되는데 이때 바이오필름이라는 엷은 혐기성 박테리아 층을 만든다. 이의 필름상태 미생물은 폐수의 흐름으로부터 물질을 제거하면서 계속해서 성장한다.

○ 일반적으로 혐기성 반응기의 이점을 달성하기 위해서는 충전 층 반응기 내부에서 접촉이 일어나게 하는 UASB 반응기나 미생물 바이오필름처럼 농축 미생물 입자를 사용하게 된다. 충전-층 반응기나 UASB 반응기 내의 입자 슬럿지 매체는 씻겨나가는 것을 방지하는 필터역할을 하고 또한 메탄 균 증식을 위한 넓은 표면적을 제공한다.

○ 이 글에서는 충전 재료의 공극사이즈가 메탄수율에 영향을 준다는 결론을 얻었고, 바이오가스의 생산증가는 충전 재료에 고정된 메탄 균의 양에 따른다고 보고 있다. PVC 파이프와 같은 플라스틱 지지체는 HRT를 단축하는데 매우 효과가 있었으며, 온도는 메탄 %와 수율을 향상시키는데 큰 역할을 하여 일반적으로 중온을 택하였다.

저자: S.P. Singh, Pandey Prerna
자료유형: 학술정보