음식물류폐기물 발효·소멸장치 최적화 방안

오정익,김영민,박이레,전우선 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2016 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2016 No.-

우리나라의 음식물류 폐기물 배출은 국민의 생활수준 향상과 산업의 다양화로 상승하는 추세에 있다. 따라서, 지속가능하고 쾌적한 주거환경을 조성하기 위해 공동주택단지 내 음식물류 폐기물의 자원화 기술의 수요가 증대되고 있다. 이에 맞춰 LH토지주택연구원에서는 음식물류폐기물을 24시간 내에 목질바이오칩과 혼합하여 퇴비화시키는 기술을 확보하였다. 발효·소멸장치의 초기개발단계에서는 반응조를 1개로 운영하며 다량의 목질바이오칩을 투입이 요구되었다. 또한, 이러한 구조의 발효·소멸장치에서는 전반적으로 처리되는 물질이 충분히 숙성되지 못하고, 잦은 고장, 투입구 개폐 시 악취 등의 애로사항이 많았다. 이러한 문제점들을 개선하기 위하여 반응조의 재질을 스테인리스로 하고, 반응조를 2개로 나누어 최적화하였다. 개선된 발효·소멸장치는 1차 반응조에서는 발효·소멸의 반응이 일어나고, 2차 반응조는 숙성과 보관이 가능하게 하였다. 장치의 구동부는 구동 모터, 체인, 체인기어로 구성되어 반응조 1차, 2차내에서 음식폐기물과 목질바이오칩의 원활한 혼합이 가능토록 하며, 음식폐기물과 목질바이오칩 혼합물의 1차 및 2차 반응조로 이송 및 숙성 부산물의 2차 반응조에서 배출을 용이하게 하는 시스템으로 구성하였다. 개선결과 이전의 반응조는 하나의 반응조로 이루어져 혼합물의 숙성시간이 부족했지만, 반응조를 2개로 나누어 최적화한 결과 음식물류폐기물과 목질바이오칩의 혼합물이 충분한 숙성시간을 가질 수 있게되어 양질의 퇴비를 얻을 수 있었다. 또한, 충분한 숙성이 가능해짐에 따라 추가적으로 투입해야하는 목질 바이오칩의 양은 3:1의 비율에서 1.5:1로 목질바이오칩의 배합비를 개선할 수 있었다.

공동주택단지 음식물쓰레기 제로화를 위한 초고온 발효·소멸 시스템에 대한 연구

권영준(Young-jun Kwon),권준형(Jun-hyung Kwon),김주희(Ju-hui Kim),홍명하(Mueung-ha Hong),박나영(Na-jeong Park),山村正一(Masaaki yamamura) 유기성자원학회 2019 유기성자원학회 학술발표대회논문집 Vol.2019 No.춘계

음식물류폐기물은 폐기물관리법에 의해 2005년 직매립 금지, 2006년 6월 처리시설정기검사 실시, 2013년 음식물쓰레기폐수(음폐수) 해양배출 금지 등 관리규제가 강화되면서 음식물류폐기물 육상에서의 환경친화적 처리가 매우 시급하며 오늘날 시대적 소명(召命)으로 자리매김하고 있다. 음식물류폐기물의 처리는 퇴비화, 건식사료화, 습식사료화, 바이오가스화 공법 등 많은 기술이 발전되어 왔지만, 오늘날 대한민국의 음식물류폐기물처리에 기술적 정답을 찾지 못하고 있는 것이 현실이다. 따라서 최적의 음식물류폐기물 처리방식 선정을 통해 중장기적 음식물류 관리체계를 선진화할 필요가 제기되고 있다. 음식물쓰레기 발생원으로부터 대량의 공공처리시설로 수거하여 처리하는 보통의 처리방법과 공공주택단지 등 대단위 인구밀집지역의 경우 음식물류폐기물을 현장에서 처리하는 소형 발효소멸 처리장치가 생겨나고 있다. 그러나 음식물류폐기물의 현장처리가 제대로 이루어지지 않아 악취가 발생되는 등 많은 기술적 문제점이 노출되고 있다. 본 연구에서는 초고온 호기성 미생물을 이용한 발효·소멸 시스템을 개발하여 공동주택단지 등 인구밀집지역의 음식물류폐기물 처리에 대한 문제점을 개선하고자 하였으며, 또한 초고온 호기성 발효소멸기에서 유기물 분해 정도(감량율), 함수율 및 최적의 발효온도 등 음식물쓰레기처리시스템의 최적 운전조건을 도출하고 최종 부산물에 대한 퇴비성분 적정평가 그리고 공공주택단지 내 배출현장에서 발효소멸 처리함에 따라 음식물류폐기물의 현장 배출 제로화 가능성을 제시하고자 하였다.

자가 재활용형 도시 음식물류폐기물 발효소멸화 퇴비장치의 적정성 검토

황인희 ( In-hee Hwang ),조준연 ( Jun-yeon Cho ),박성민 ( Sungmin Park ),배재근 ( Chae-gun Phae ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2016 한국폐기물자원순환학회 심포지움 Vol.2016 No.2

2005년도부터 전국적으로 음식물류폐기물이 분리·배출됨에 따라 음식물류폐기물의 발생억제 및 감량, 분리배출 및 수거, 자원화를 위한 다양한 제도 및 정책이 시행되었고, 대부분의 국내 음식물류폐기물은 퇴비화, 사료화, 바이오가스화 등의 방법으로 자원화되고 있다. 그러나 배출에서 자원화까지 소요되는 높은 비용 부담률은 음식물류 폐기물 배출자 및 재활용 종사자들의 편익 저해 요인으로 꼽히고 있는 상황이며 도시 외지, 도서 및 산간 지역에 위치한 가정 및 상업시설 (펜션, 요식업소 등) 의 경우 지정학적 위치로 인한 수집운반 비용이 높게 형성되어 있어 음식물류 분리수거 환경 조성을 어렵게 하고 있다. 이러한 문제점들을 해결하고자, 본 연구에서는 도시 외곽 및 산간지역에 위치한 가정 및 상업시설의 음식물류폐기물을 ‘자가 재활용형 도시 음식물 류폐기물 발효소멸 퇴비화장치’ (이하 소형퇴비화장치)를 개발하여 해결하고자 하였다. 본 연구에서는 5kg 내외의 음식물류폐기물을 발효·소멸화시켜 퇴비를 생산하는 장치를 제작하고, 이에 대한 최적 운영조건 도출과, 사용자의 편의를 위한 무인자동화운전 시스템의 운영 가능성을 살펴보았다. 소형 퇴비화 장치는 약 180L의 용적을 가진 밀폐형 육각원통으로 제작하였으며, 구동모터를 설치하여 육각원통을 360°회전시켜 교반작업을 수행할 수 있도록 제작하였고, 내부에 블로워 설치를 통해 1.3L/min의 공기를 주입·배출하는 공기주입구를 제작하여 호기성 반응에 필요한 공기량을 조절 할 수 있도록 제작하였다. 장치운영에 필요한 전력은 단결정 태양광 패널로써 충당하였다. 실험 방법은 퇴비화 장치 내 호기성 소화를 돕는 호기성매질(톱밥+호기성퇴비)을 최초 1회 생성 후 음식물류 폐기물을 5kg/day 투입하였으며, 장치운영 조건은 음식물류폐기물 1회 5kg/day 투입, 교반 작업 6h/1회, 블로워 작동주기 10~15min/h로 하여 소화조 내 호기성 산화 반응에 따른 온도 변화량 및 내부물질의 성분, pH, 염도 변화를 살펴보았다. 또한 장치 운행 중 사용자의 편의를 위한 음식물류폐기물 투입과정 이외의 교반작업, 공기주입 작업은 타이머를 설치하여 자동화 운영 가능성을 살펴보았다. 실험결과 생산된 퇴비의 VS와 FS의 평균 측정값은 각각 82.82%, 17.17%를 나타내었고, 함수율은 평균 56.87%를 나타내었다. 염도의 평균값은 0.49%로 측정되었으며, pH 값은 7.23으로 확인되었다. 이 같은 결과는 비료공정 규격에 명시되어있는 기준 항목인 함수율, 염도, pH 중 함수율을 제외한 모든 항목에서 적정수치를 나타냈으며, 함수율은 추후 공기투입량 조정을 통해 일부 개선할 수 있을 것으로 보인다. 블로워 작동주기를 12h/day 미만으로 하였을 시 장치의 전력부족 현상이 발생하지 않았다. 본 연구를 통해 소형퇴비화장치의 발생 재활용물의 퇴비화과정의 적정성을 확인하였으며, 추후 생산된 퇴비에 관한 중금속함량 검사를 통해 음식물퇴비로써의 사용가능성을 검토할 것이다. 또한 장치의 무인 자동화 운영 가능성을 확인 하였고 이를 통한 도시 외지, 도서 및 산간지역에 위치한 가정 및 상업시설에서 소형퇴비화장치 운영이 가능할 것으로 보인다. 이에 따라 도시 외지에서 발생하는 음식물류폐기물의 효율적인 처리가 가능할 것으로 사료된다.

자가 재활용형 도시 음식물류폐기물 발효소멸화 퇴비장치의 적정성 검토

황인희 ( In-hee Hwang ),조준연 ( Jun-yeon Cho ),박성민 ( Sungmin Park ),배재근 ( Chae-gun Phae ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2016 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2016 No.-

2005년도부터 전국적으로 음식물류폐기물이 분리·배출됨에 따라 음식물류폐기물의 발생억제 및 감량, 분리배출 및 수거, 자원화를 위한 다양한 제도 및 정책이 시행되었고, 대부분의 국내 음식물류폐기물은 퇴비화, 사료화, 바이오가스화 등의 방법으로 자원화되고 있다. 그러나 배출에서 자원화까지 소요되는 높은 비용 부담률은 음식물류 폐기물 배출자 및 재활용 종사자들의 편익 저해 요인으로 꼽히고 있는 상황이며 도시 외지, 도서 및 산간 지역에 위치한 가정 및 상업시설 (펜션, 요식업소 등) 의 경우 지정학적 위치로 인한 수집운반 비용이 높게 형성되어 있어 음식물류 분리수거 환경 조성을 어렵게 하고 있다. 이러한 문제점들을 해결하고자, 본 연구에서는 도시 외곽 및 산간지역에 위치한 가정 및 상업시설의 음식물류폐기물을 ‘자가 재활용형 도시 음식물류폐기물 발효소멸 퇴비화장치’ (이하 소형퇴비화장치)를 개발하여 해결하고자 하였다. 본 연구에서는 5kg 내외의 음식물류폐기물을 발효·소멸화시켜 퇴비를 생산하는 장치를 제작하고, 이에 대한 최적 운영조건 도출과, 사용자의 편의를 위한 무인자동화운전 시스템의 운영 가능성을 살펴보았다. 소형 퇴비화 장치는 약 180L의 용적을 가진 밀폐형 육각원통으로 제작하였으며, 구동모터를 설치하여 육각원통을 360°회전시켜 교반작업을 수행할 수 있도록 제작하였고, 내부에 블로워 설치를 통해 1.3L/min의 공기를 주입·배출하는 공기주입구를 제작하여 호기성 반응에 필요한 공기량을 조절 할 수 있도록 제작하였다. 장치 운영에 필요한 전력은 단결정 태양광 패널로써 충당하였다. 실험 방법은 퇴비화 장치 내 호기성 소화를 돕는 호기성매질(톱밥+호기성퇴비)을 최초 1회 생성 후 음식물류 폐기물을 5kg/day 투입하였으며, 장치운영 조건은 음식물류폐기물 1회 5kg/day 투입, 교반 작업 6h/1회, 블로워 작동주기 10~15min/h로 하여 소화조 내 호기성 산화 반응에 따른 온도 변화량 및 내부물질의 성분, pH, 염도 변화를 살펴보았다. 또한 장치 운행 중 사용자의 편의를 위한 음식물류폐기물 투입과정 이외의 교반작업, 공기주입 작업은 타이머를 설치하여 자동화 운영 가능성을 살펴보았다. 실험결과 생산된 퇴비의 VS와 FS의 평균 측정값은 각각 82.82%, 17.17%를 나타내었고, 함수율은 평균 56.87% 를 나타내었다. 염도의 평균값은 0.49%로 측정되었으며, pH 값은 7.23으로 확인되었다. 이 같은 결과는 비료 공정 규격에 명시되어있는 기준 항목인 함수율, 염도, pH 중 함수율을 제외한 모든 항목에서 적정수치를 나타냈으며, 함수율은 추후 공기투입량 조정을 통해 일부 개선할 수 있을 것으로 보인다. 블로워 작동주기를 12h/day 미만으로 하였을 시 장치의 전력부족 현상이 발생하지 않았다. 본 연구를 통해 소형퇴비화장치의 발생 재활용물의 퇴비화과정의 적정성을 확인하였으며, 추후 생산된 퇴비에 관한 중금속함량 검사를 통해 음식물퇴비로써의 사용가능성을 검토할 것이다. 또한 장치의 무인 자동화 운영 가능성을 확인 하였고 이를 통한 도시 외지, 도서 및 산간지역에 위치한 가정 및 상업시설에서 소형퇴비화 장치 운영이 가능할 것으로 보인다. 이에 따라 도시 외지에서 발생하는 음식물류폐기물의 효율적인 처리가 가능할 것으로 사료된다.

음식물류폐기물과 주방오수 혼합물의 스크류 원심분리 방식의 고액분리 시스템 성능평가

오정익,김영민,박이레,전우선 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2016 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2016 No.-

음식물류 폐기물은 저장, 수거, 운반 과정에서는 악취와 침출수로 심미적 악영향으로 주거단지 내에서 쾌적성 저해요인이었으나, 주택 및 도시차원의 바이오매스로 활용가치가 부각되고 있다. 음식물류폐기물 종량제 전국확대 실시(‘12년), 음식물쓰레기의 해양배출 금지(‘13년)로 인해 음식물쓰레기의 저감 및 에너지화 관련 녹색기술의 수요가 보다 증대되고 있다. 공동주택의 음식물류 폐기물 발생량은 전국 발생량의 30%를 차지하고 있으며, 쾌적하고 편리함을 유지하면서도 효율적인 자원순환개념을 접목한 차별화된 공동주택 개발이 필요한 실정이다. 공동주택의 품격을 향상시키기 위하여 공동주택 단지 내에서 발생되는 음식물류폐기물을 가정 내에서 자동 회수하여, 안정적으로 처리 가능한 발효·소멸 기술을 적용하고자 한다. 공동주택의 각 세대 내의 주방씽크대에 주방오물분쇄기를 설치하고 음식물 쓰레기를 오배수 직수관을 통해 이송하여 단지 내 오배수 처리시설에서 처리하여 하수관거로 방류하는 방식은 음식물쓰레기 무배출 시스템의 하나인 오수처리연계방식으로 가정에서 배출된 음식물류폐기물을 고액분리한 후 고형물을 발효·소멸 과정을 거쳐 퇴비화를 하게된다. 폐기물관리법에서는 배출수와 함께 배출되는 고형물의 무게가 유입되는 고형물 무게의 20% 미만으로 한정하고 있으며 하수도법에는 고형물 무게 기준으로 20%미만일 경우 오수와 함께 배출 할 수 있다. 이러한 기준에 충족하는 고액분리기를 제작하기 위하여 스크류 원심분리방식의 고액분리(Screw Press-Centrifuge Separation)와 미세천공(Microperforation Fillter, 1mm이하) 필터로 이루어져있다. 고액분리기는 원심분리방식에 내부 스크류에 합쳐진 구조로 내외부의 스크린이 서로 역회전을 하며 오수를 배출하고, 고형물은 스크류가 이송, 탈수, 농축하여 배출하는 방식으로 이루어졌다. 이 고액분리기를 이용하여 실험한 결과, 환경부에서 고시된 표준시료는 평균 회수율과 평균 배출율이 각각 75.2%, 24.8%로 나타났으며, 일반 음식물류폐기물의 경우에는 평균 회수율과 배출율은 각각 82.3%, 17.7%로 분석되었다. 본 연구의 고액분리 시스템은 일반 음식물류폐기물을 고액분리 하였을 때 폐기물관리법과 하수도법에 충족하였지만 환경부에서 고시한 표준시료를 이용하였을 때에는 기준을 충족하지 못하였다. 따라서 현재 환경부에서 제품인증에 사용되는 고형물 회수율 및 배출율 기준을 맞출 필요가 있으므로 해당 방법을 준하여 고액분리시험이 필요할 것으로 사료된다.

음식물류폐기물 수거차량 악취저감장치 개발에 관한 연구

박대식,엄대한,김혜진,최우석,유문박,김도완,배재근 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2014 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2014 No.-

음식물쓰레기의 악취문제는 시민들에게 매스꺼움, 두통, 식욕감퇴 등의 악영향을 끼치며 청소행정담당자들에게 불쾌한 작업환경을 조성하여 점점 심각한사회적 문제로 인식되고 있는 실정이다. 특히 음식물쓰레기를 수거해가는 과정에서 발생하는 악취는 많은 시민들에게 불쾌한 환경을 제공하고 있다. 따라서 이러한 과정에서 발생하는 악취문제에 대한 해결책이 반드시 필요한 실정이다. 본 연구는 오존과 미생물을 이용한 음식물류폐기물 악취저감장치 개발에 관한 연구로서 음식물류폐기물 내에서 발생하는 악취가스들의 종류를 조사하고 대표적인 개별 악취물질(NH₃, H₂S, CH₄SH 등)과 음식물류폐기물 내에서 지속적으로 발생하는 TVOCs(총휘발성유기화합물)에 대하여 오존과 발효미생물 배양액을 일정량 분사하는 악취저감장치를 개발하여 그 성능을 확인하고자 하였다. 연구절차는 음식물류폐기물 수거차량의 특성에 맞추어 부착가능한 형태의 악취저감장치를 설계 및 제작 후 Lab scale장치로 개별 악취성분의 악취저감 실험을 실시하여 악취저감장치의 성능을 확인한 후 실제 음식물류폐기물 수거차량에 악취저감장치를 부착 후 수거차량에서 발생하는 악취가스를 포집하여 악취관능법 및 악취분석용 기기분석을 통하여 실제 장치성능을 확인하였다. 개발된 악취저감장치 성능평가 실험결과 음식물류폐기물에서 발생하는 총유기성화합물질(TVOCs) 및 개별악취가스에 대하여 악취가스의 저감이 70% 이상 나타났으며, 실제 수거차량 이용자들을 대상으로한 설문조사를 통하여 차량에 부착하여 사용하여도 음식물류폐기물수거작업에 불편함이 없고, 쾌적한 작업환경을 조성하여 줄 수 있다는 것이 확인되었다. 따라서 본 연구에서 개발된 악취저감장치를 보급화 하여 전국의 모든 음식물류폐기물 수거차량에 적용한다면 청소행정담당자와 일반시민들의 삶의 질이 더욱 윤택해 질 것으로 기대되며, 음식물류폐기물 악취로 인한 민원이 현저히 줄어들 것으로 예상된다. 향후 개발된 악취저감장치의 보급화를 위하여 음식물류폐기물 수거차량의 크기 및 수거량에 따른 장치용량 및 사용방법에 관한 연구가 이루어져야 할 것으로 보이며, 장치의 대량생산으로 인한 비용절감 등의 보급화방안을 추가로 연구해야 할 것으로 사료된다.

자가 재활용형 도시 음식물류폐기물 발효소멸화 퇴비장치의 적정성 검토

황인희,조준연,박성민,배재근 한국폐기물자원순환학회 2016 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2016 No.11

2005년도부터 전국적으로 음식물류폐기물이 분리・배출됨에 따라 음식물류폐기물의 발생억제 및 감량, 분리 배출 및 수거, 자원화를 위한 다양한 제도 및 정책이 시행되었고, 대부분의 국내 음식물류폐기물은 퇴비화, 사료화, 바이오가스화 등의 방법으로 자원화되고 있다. 그러나 배출에서 자원화까지 소요되는 높은 비용 부담률은 음식물류 폐기물 배출자 및 재활용 종사자들의 편익 저해 요인으로 꼽히고 있는 상황이며 도시 외지, 도서 및 산간 지역에 위치한 가정 및 상업시설 (펜션, 요식업소 등) 의 경우 지정학적 위치로 인한 수집운반 비용이 높게 형성되어 있어 음식물류 분리수거 환경 조성을 어렵게 하고 있다. 이러한 문제점들을 해결하고자, 본 연구에서는 도시 외곽 및 산간지역에 위치한 가정 및 상업시설의 음식물류폐기물을 ‘자가 재활용형 도시 음식물 류폐기물 발효소멸 퇴비화장치’ (이하 소형퇴비화장치)를 개발하여 해결하고자 하였다. 본 연구에서는 5kg 내외의 음식물류폐기물을 발효・소멸화시켜 퇴비를 생산하는 장치를 제작하고, 이에 대한 최적 운영조건 도출과, 사용자의 편의를 위한 무인자동화운전 시스템의 운영 가능성을 살펴보았다. 소형 퇴비화 장치는 약 180L의 용적을 가진 밀폐형 육각원통으로 제작하였으며, 구동모터를 설치하여 육각원통을 360°회전시켜 교반작업을 수행할 수 있도록 제작하였고, 내부에 블로워 설치를 통해 1.3L/min의 공기를 주입・배출하는 공기주입구를 제작하여 호기성 반응에 필요한 공기량을 조절 할 수 있도록 제작하였다. 장치운영에 필요한 전력은 단결정 태양광 패널로써 충당하였다. 실험 방법은 퇴비화 장치 내 호기성 소화를 돕는 호기성매질(톱밥+호기성퇴비)을 최초 1회 생성 후 음식물류 폐기물을 5kg/day 투입하였으며, 장치운영 조건은 음식물류폐기물 1회 5kg/day 투입, 교반 작업 6h/1회, 블로워 작동주기 10~15min/h로 하여 소화조 내 호기성 산화 반응에 따른 온도 변화량 및 내부물질의 성분, pH, 염도 변화를 살펴보았다. 또한 장치 운행 중 사용자의 편의를 위한 음식물류폐기물 투입과정 이외의 교반작업, 공기주입 작업은 타이머를 설치하여 자동화 운영 가능성을 살펴보았다. 실험결과 생산된 퇴비의 VS와 FS의 평균 측정값은 각각 82.82%, 17.17%를 나타내었고, 함수율은 평균 56.87% 를 나타내었다. 염도의 평균값은 0.49%로 측정되었으며, pH 값은 7.23으로 확인되었다. 이 같은 결과는 비료 공정 규격에 명시되어있는 기준 항목인 함수율, 염도, pH 중 함수율을 제외한 모든 항목에서 적정수치를 나타냈으며, 함수율은 추후 공기투입량 조정을 통해 일부 개선할 수 있을 것으로 보인다. 블로워 작동주기를 12h/day 미만으로 하였을 시 장치의 전력부족 현상이 발생하지 않았다. 본 연구를 통해 소형퇴비화장치의 발생 재활용물의 퇴비화과정의 적정성을 확인하였으며, 추후 생산된 퇴비에 관한 중금속함량 검사를 통해 음식물퇴비로써의 사용가능성을 검토할 것이다. 또한 장치의 무인 자동화 운영 가능성을 확인 하였고 이를 통한 도시 외지, 도서 및 산간지역에 위치한 가정 및 상업시설에서 소형퇴비화 장치 운영이 가능할 것으로 보인다. 이에 따라 도시 외지에서 발생하는 음식물류폐기물의 효율적인 처리가 가능할 것으로 사료된다.

유기성 폐기물을 이용한 고온 메탄 발효의 특성

김남천,최석순 유기성자원학회 2008 유기물자원화 Vol.16 No.2

본 연구에서는 하수슬러지, 음식물쓰레기, 분뇨계 폐기물과 같은 고농도 유기성 폐기물의 고온 메탄 발효에 대하여 공정, 응용 현황 및 장·단점의 여러가지 측면에서 고찰이 이루어졌다. 고온 메탄 발효의 장점은 반응속도가 빠르고, 높은 부하량에서 처리가능하고, 병원성 미생물의 사멸율이 높고, 소화오니는 보다 위생적이었다. 그러나, 단점으로서는 발효시설을 가열하는데 많은 에너지를 요구하고, 저농도 유기성 폐기물에서는 잉여에너지를 얻을 수 없고, 발효처리 후 상등수 수질이 떨어지게 되며, 그 결과 배수처리에 부담이 된다. 특히, 고농도 메탄 발효의 경우 영양염부족이나 NH4+-N에 의한 방해가 일어나기 쉬우므로, 이에 대하여 적절한 대안이 요구된다. 일반적으로 고온 메탄발효는 고농도의 우분뇨와 음식물 유기성 폐기물의 좋은 처리 수단으로 고려되었다. 반대로, 폐기물 그 자체의 농도가 낮을 경우와 NH4+-N이 3,000mg/L 이상 높게 되는 조건에서 고온 메탄 발효는 바람직하지 않는 결과를 나타내게 된다. In this work, it was investigated that various aspects of process, application situation, merits and short-coming results of the thermophilic methane fermentation with highly concentrated organic waste substances such as sewage sludges, food wastes and excretions. The merits of this methane fermentation were that it had a very fast reaction rate and was possible to proceed in high loads. It was also high in mortality for pathogenic microorganism and the digested sludge was more hygienic. However, the short-comings were that more energy was required for heating in the fermentation facility, no surplus energy could be gained from low concentration of organic waste, the fermentation treatment dropped level of water quality, thus burdens discharging process of water. Especially, the high concentration of methane fermentation could possibly lack nutritious salt and could face the disturbance by NH4 +-N, a proper alternative was required. In general, thermophilic methane fermentation was considered as a better mean in disposing of cow excretion and food waste which were highly concentrated organic wastes. On the other hand, under the condition where the concentration of waste material was low and the high concentrate waste material became higher than 3,000 mg/L in NH4+-N, thermophilic methane fermentation resulted less desirable outcome.

음식물류 폐기물의 혐기성 수소 발효 시 음이온 계면활성제의 영향

김기영,이채영 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2014 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2014 No.-

최근 주거지역 내에서 발생되는 음식물류 폐기물에 대한 관리 및 수거 시스템의 일환으로 가정용 오물분쇄기의 도입이 고려되고 있다. 이와 더불어 가정용 오물분쇄기를 통해 수거되는 음식물류 폐기물의 처리와 에너지화를 동시에 달성할 수 있는 혐기성 소화 공정이 관심을 받고 있다. 가정용 오물분쇄기를 이용하여 음식물류폐기물을 수거하는 경우 세제의 주성분인 음이온 계면활성제가 잠재적으로 유입 또는 농축될 수 있다. 음이온 계면활성제인 LAS(Linear Alkylbenzene Sulfonate)는 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)의 대체 성분으로 생분해도가 높고 친환경적이라고 알려져 있으나 혐기성 상태에서 완전히 분해되지 않는다. 따라서 계면활성제 또는 계면활성제의 주성분인 LAS의 혐기성 메탄 생성에 대한 연구가 많은 연구자들에 의해 수행되었으며 일정 농도 이상에서는 메탄 생성에 저해를 주는 것으로 나타났다. 그러나 계면활성제 또는 LAS가 혐기성 수소 발효에 미치는 영향에 대한 연구는 거의 미미한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 일련의 회분식 실험을 통해 LAS가 혐기성 수소 발효에 미치는 영향을 평가하였다. 수정 Gompertz식을 이용한 비선형회귀분석 결과 LAS의 농도 증가에 따라 최대 수소 발생량은 선형적으로 증가하였으나 수소 발생율은 일정 농도 이상의 LAS가 투입되는 경우 점차 감소하는 결과를 보여 잠재적인 저해현상을 나타내었다.

A-55 : PEI로 개질된 발효폐기물 흡착제에 의한 arsenate 제거

김남규,박문식,서지혜,이선경,연승재,박동희 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2013 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2013 No.-

비소는 대표적인 지하수 오염물질로써 장기 음용시 색소침착, 피부 각화증, 신장질환 및 암을 유발하는 것으로 알려져 있다. 최근 해외 언론 보도에 따르면, 중국의 경우 2천만명이 비소로 오염된 지하수를 마시고 있을 가능성이 있다는 연구 결과가 사이언스에 발표되어 파문이 일었다. 국내에서도 폐광산 주변 토양 및 지표수가 비소 등의 중금속으로 오염되어 그 처리방안이 심각하게 다루어지고 있다. 따라서 본 연구에서는 자연계에 존재하는 대표적인 비소 형태인 비산염(arsenate) 제거를 위해 생체흡착제에 의한 비산염의 흡착 및 탈착 특성을 연구하였다. 본 연구에 사용된 생체흡착제는 발효폐기물을 PEI로 개질한 것으로 다량의 아민기를 가지고 있어 음이온성 교환수지의 기능을 가진다. 비산염은 pH3~6의 영역에서 1가 음이온(H2AsO4-)으로 존재하기 때문에 pH가 낮아 질수록 비산염의 흡착 속도 및 흡착량이 증가하였다. 하지만 pH가 3 이하로 더욱 낮아지게 되면 오히려 탈착 현상이 일어났다. 그 이유는 pH 3 이하에서는 비산염이 0가의 형태(H3AsO4)로 전환될 뿐만 아니라 pH 조절에 사용된 산성용액에 포함된 염소이온이나 황산이온에 의해 1가 음이온성 비산염(H2AsO4-)이 탈착되기 때문이었다. 흡착된 비소는 0.01M NaOH 용액을 이용해 100% 탈찰할 수 있었다. 다만 수회 반복된 흡탈착 실험결과 흡탈착이 반복될수록 흡착제의 질량감소로 인해 흡착량이 감소하였다.