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UASB 반응기 폐수처리와 청정에너지생산에 입자형성이 미치는 영향

전문가 제언: ○ 우리나라는 1980년대 초 농촌지역 취사용 연탄 대체를 위해 축산폐기물을 혐기소화하는 메탄가스 발생장치를 개발 보급하였다. 그 후 1990년대에는 급진적인 산업화로 이 메탄가스화 기술은 대규모 혐기성 발효장치를 설계 및 건설 운전하면서 상업화가 이루어졌다. 지금은 세계적인 기술수준에 도달하여 플랜트 수출을 하고 있다.

○ 혐기성 소화는 복합적이고 자연적이면서 또한 미생물기구의 복합작용에 의해 여러 가지 중간체를 거치면서 유기혼합물을 소화하여 메탄과 CO2로 전환하는 프로세스이다. 박테리아의 상호의존은 혐기성 프로세스의 주 역할이 되며, 1단계에서 유기물 속의 휘발성 고형분은 산 형성 박테리아에 의해 지방산으로 전환되고 2단계에서 이 산은 메탄형성 박테리아에 의해 바이오가스로 전환된다.

○ 바이오에너지를 얻기 위한 혐기성소화 프로세스에는 산형성 박테리아와 메탄형성 박테리아의 적어도 2개 미생물기구를 갖는 최소 2단 생물학적 반응이 필요하다. 프로세스반응기로는 비혼합단일형, 2단 혼합형, 슬러지 순환접촉타입 및 혐기성 필터형의 4가지 기본형태가 있다. 혐기성 소화과정에서 생성된 가스는 대부분 CH4와 CO2이고 약간의 H2S가 포함되어 있는데 이는 소화가스의 독특한 냄새를 낸다.

○ 일반적으로 혐기성반응기의 이점을 달성하기 위해서는 충전층 반응기 내부에서 접촉이 일어나게 하는 UASB 반응기나 미생물 바이오필름처럼 농축 미생물입자를 사용하게 된다. 충전층 반응기나 UASB 반응기 내의 입자 슬러지 매체는 씻겨 나가는 것을 방지하는 필터역할을 하고 또한 메탄-균 증식을 위한 넓은 표면적을 제공한다.

○ 이 글에서는 입자형성과 안정화에 유효한 것과 해로운 것을 제시하였다. 그러나 모든 물질에 대한 운전조건 및 반응기 용량에 의해 운전하게 되는 가치에 대한 평가나 범위는 제시하지 못하였다. 리뷰를 반복함으로써 알게 된 분명한 지름길은 물질에 포함된 복합인자의 타입, 유기물 부하, 반응기 내 슬러지 유동 및 체류시간 등에 달려있었다.

저자: Tasneem Abbasi, S.A. Abbasi
자료유형: 학술정보