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영가 철과 과황산염의 결합에 의한 폐 활성슬러지 탈수성 개선

전문가 제언: ○ 화석연료가 고갈되고, 온실가스에 대한 관심이 높아지고 있기 때문에 폐기물 자원화에 대한 관심도 높아지고 있다. 그러나 하수처리장에서 발생하는 막대한 슬러지가 에너지로 전환될 수 있는 바이오매스이지만, 그 가치가 과소평가되고 있다.

○ 해양투기가 제한되는 상황에서 대부분의 지자체는 하수슬러지를 열 또는 기계적으로 처리해 함수율을 낮춘 후에 소각과정을 채택하고 있다.

○ 본고에서는 영가 철과 과황산염을 사용해 슬러지 함수율을 경제적으로 저감시키는 방안을 제시하고 있다. 영가 철은 이가 철염에 비해 저가이고 반응성이 낮기 때문에 저장하기 쉽다는 점이 있고, 과황산염도 과산화수소에 비해 반응성이 낮다는 장점을 갖는다.

？ 슬러지의 함수율을 획기적으로 저감시키기 위해서는, 슬러지 세포막을 파괴시켜 세포액에 함유된 수분을 제거해야 한다. 세포막을 파괴하는 과정에서 산화제, 열처리 등 여러 방법이 있지만, 산화효율이 가장 높은 펜톤반응이 가장 높은 관심을 받고 있다. 그러나 수산기라디칼에 비해 황산염라디칼이 더 높은 산화전위를 보유하기 때문에 처리효율도 높다고 예상할 수 있다.

？ 슬러지의 함수율을 저감시키는 최적의 영가 철과 과황산염 투입량은 각각 15g/L, 4g/L로 확인되었고, 이렇게 처리한 슬러지의 모세관흡입시간이 50%까지 감소해서 전통적인 펜톤법과 유사한 결과를 보였다.

○ 국내 하수처리장의 대부분은 빈부하로 운영되고 있기 때문에, 남조류를 발생시키는 영양염인 질소를 효율적으로 처리하지 못하고 있다. 탈수하는 과정에 간단한 산화시설을 도입하면, 탈수여액의 COD가 56.5에서 295.1㎎/L까지 상승하므로, 원수로 유입된 여액이 빈부하 운전을 일부 해결할 수 있고, 탈수에 필요한 에너지를 절감할 수 있다고 본다.

저자: Xu Zhou, et al.
자료유형: 니즈학술정보