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활성 슬러지의 열분해: 에너지 분석과 기술 타당성

전문가 제언: ○ 근래에 슬러지로부터 양질의 신재생 에너지를 생산하는 여러 가지의 기술이 속속 개발되고 있다. 대표적인 것으로는 소각, 열분해, 가스화 공정이 개발되어 상업화되었거나 개발 중이며, 기존 공정의 개선 작업도 활발하게 이루어지고 있다. 현재로서는 소각 기술이 가장 앞서서 상업화되었으나 열분해공정과 가스화 공정도 속속 상업화될 예정이다.

○ 본 열분해 공정에 대한 연구는 열분해에 필요한 모든 에너지를 충당하고도 에너지가 남기 때문에 경제성이 있다고 결론지었으나, 여기에는 크게 간과한 점이 있는데, 그것은 입력되는 슬러지가 건조 상태에 있다는 점이다. 그러나 실제로는 하수처리장의 슬러지는 함수율이 90%에 이르기 때문에 이에 대한 건조에 필요한 에너지를 합한다면 본 열분해 공정은 경제성이 전혀 없게 된다. 본 연구는 인도의 현지 사정상 슬러지를 자연 건조하는 것을 가정하였으나 이는 대부분의 국가에서는 해당되지 않는다.

○ 따라서 하수슬러지에 대한 열분해 공정은 슬러지를 건조시키는 적절한 방법과 이를 위한 에너지원이 현지에 낮은 가격으로 가용할 경우에만 경제성을 갖게 된다. 이에 대한 대안으로 두 가지 방법이 고려되는데 첫째는 하수처리장에서 슬러지를 일부 소각하여 그 열을 이용하는 방법과, 둘째는 폐수처리 발효조에서 나오는 메탄가스를 정제하여 사용하는 방법이다. 발효조 생성 가스는 메탄함량이 55～60%이며 나머지는 대부분 CO2이므로 메탄이 발화되지 않는다(72% 이상이어야 상온에서 발화함). CO2 제거방법으로는 스크러버가 유력하게 대두되고 있다.

○ 이외에도 고온 가스화 공정이 국내에서 산학 협동 연구로 성공적으로 마무리되어 특허를 받은 바가 있다. 기존 공정은 가스화 공정이 2단계로 구성된 데 반해, 3단계로 한 단계가 추가되어 고품질의 가스를 대량 생산할 수 있게 되었다. 단, 여기에도 현장에 가용한 별도의 에너지원이 있어야 한다. 일반적인 추세로 보아, 하수슬러지의 에너지화의 전망을 매우 밝다 하겠다. 이는 화석 에너지 사용을 줄이는 동시에 슬러지로 인한 공해를 줄이는 이중효과를 가지고 있다.

저자: Manu Agarwal, et al.
자료유형: 니즈학술정보