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물 생산과 처리 및 공급을 위한 소요에너지

전문가 제언: ○ 우리나라의 수돗물 사용역사는 100년이 되지 않는다. 현재의 정수 시스템 대부분은 활성탄 처리방법을 택하고 있다. 최근에 와서는 MBR (Membrane Bioreacter) 시스템을 사용하는 곳이 증가하고 있다. 그러나 모든 막 시스템에서 엉킴이 발생하고 있는데 일반 MBR 시스템에서의 엉킴은 자연계에 있는 생물폴리머나 아교질 때문에 엉킴이 발생한다.

○ 활성오니 공정에서 충분한 산소전이는 이화학적 영향인자로 매우 중요하다. 바이오반응기 내의 물질분산과 혼합을 위한 포기는 박테리아 신진대사와 오염물질의 산화를 위해 필수적인 사항이다. 포기처리는 경제적 주요 영향인자로 작용하게 되고 이는 각 공정 운전비용의 가장 큰 요소로 작용한다.

○ 1997년 Gutierrez-Correa 등에 의하면 바이오매스 셀의 비교적 낮은 생산 증가를 보이는 일반배양에 비교하면 혼합배양은 높은 효소생산을 유도할 수 있었다. 균사 및 비 균사 미생물기구는 미진한 안정화나 탈수가 될 경우 폐수오니 속에서 벌킹과 거품을 일으켰고 또한 오니플록의 침전 특성을 방해하여 박테리아나 곰팡이의 과잉성장으로 공정운전을 어렵게 하였다.

○ MBR는 고액분리를 위해 막 여과와 함께 생물적인 분해를 하게 된다. 막 바이오반응기는 프로세스가 안정되어 있고 병원균을 제거할 수 있어 중수처리를 위한 특수기술로 인정받고 있다. 2005년 Liu 등은 저농도 중수처리를 위해 폴리에틸렌 0.4㎛ 공극 사이즈의 MBR를 사용하여 COD 130~322㎎/ℓ 유입액을 평균 18㎎/ℓ까지 감소시켰다.

○ 이 글에서는 폐수처리 플랜트에서의 소화는 4,000㎥ 이하 소용량 프로세스인 경우 대부분 에너지를 많이 소비하게 된다. 지금은 선진화된 폐수처리 플랜트의 수요가 증가되면서 폐수처리에 소요되는 에너지는 인구 규모와 선형적 관계를 이루고 있다. 또한 관개로 물 사용량이 증가하고 있는 지역은 물 단위 용량당 소비되는 에너지도 증가하는데 이때 에너지 강도는 작물에 따라 달라졌다.

저자: A.K. Plappally,J.H.LienhardV
자료유형: 학술정보