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실제 규모 슬러지소화조의 바이오가스 H2S를 미호기성으로 제거하는 방법

전문가 제언: ○ 최근 유기성 폐기물의 혐기성 발효로 생성되는 바이오가스가 유용한 대체에너지로 부각되고 있으나, 바이오가스에 포함된 고농도 황화수소와 같은 불순물이 바이오가스 사용에 문제점을 제시한다.

○ 슬러지소화 중에 미호기성 환경의 적용이 바이오가스에서 H2S를 제거하는 효율적인 방법으로 입증되었다.

○ 본고에서는 반응물질(①극저온 탱크에서 순수 O2, ②압력순환 흡착발생기에서 농축된 O2, ③공기에 따라 세 개의 실제 규모의 혐기성 반응조로 구성된 하수처리설비에 적용되는 기존 바이오가스 탈황기술(소화조에 FeCl3 투입) 대안으로 세 종류의 미호기성 처리방법이 검토되었다.

○ 분석결과, FeCl3 첨가의 대안 중에서 가장 수익성(0.0019€/m3-biogas)있는 대체방법은 농축된 O2 주입방법으로 밝혀졌다. 이 방법은 FeCl3, 전기가격 및 H2S 농 변동에 가장 유연한 적응성을 보였다.

○ 고농도 황화수소 제거를 위한 생물학적 처리방법은 일반적인 물리화학 적 처리방법에 비해 유지관리가 용이하고 비용이 저렴한 장점이 있지만, 호기성 미생물을 이용한 생물학적 황화수소 처리는 황산염이온의 농축에 따라 액상 pH가 낮아지며, 바이오가스의 메탄함량을 유지하기 위해 산소공급이 제한되는 단점이 있다.

○ 국내의 최근 연구에서는 고농도 황화수소 제거를 위한 생물학적 호기성 산화방법이 갖는 한계를 극복하고자 낮은 pH에서 높은 활성을 갖는 황산화균을 적용하고, 황산화균의 산소와 황화수소 농도에 따른 성장모델을 제시하였다.

○ 또한, 흡수칼럼과 산화칼럼으로 이루어진 이단 미생물반응기를 적용해 서 액상 순환율, 가스 유입유량, 유입 황화수소 농도변화에 따른 황화수소 제거효율을 확인하고, 수치모델 결과와 실험결과를 비교 분석해서 공학적인 모델인자를 도출하였다.

저자: I. Diaz, I. Ramos, M. Fdz-Polanco
자료유형: 니즈학술정보