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- 저자 : 유명수 ( Myoung-soo Yu ) (검색결과 2 건)
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생물학적 메탄산화 기술개발을 위한 메탄산화균의 산화능 평가
문세흠 ( Se-heum Moon ),유명수 ( Myoung-soo Yu ),윤수철 ( Su-chul Yoon ),이남훈 ( Nam-hoon Lee ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2018 No.-
기후 변화가 점차 가속되는 현 상황에서 온실가스를 줄이고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 우리나라에서 발생하는 메탄가스 배출량은 2014년 기준 26.6백만톤 CO<sub>2</sub>eq 수준으로, 이중 약 27% (약 7.3 백만톤 CO<sub>2</sub>eq)는 폐기물 매립지에서 유출되고 있다. 또한, 국내 230개소의 매립지 중 대규모 매립지 17개 시설에서만 매립가스 자원화 시설을 운영하고 있으며, 매립지에서 발생하는 메탄의 29%만을 자원화로 이용하고 있다. 나머지 중소규모매립지를 포함하여 71%의 메탄은 무방비 상태로 대기상으로 유출되고 있다. 기존의 매립지 가스 처리방법으로는 매립가스에 포함된 메탄을 회수하여 에너지화하는 ‘매립가스자원화’ 및 매립가스를 소각처리하는 ‘연소방식’으로 구분할 수 있다. 매립가스자원화는 메탄가스 농도가 30%~40% 이상이고 매립가스 발생량이 2~3Nm<sup>3</sup>/min이상이어야 하는 단점이 있으며, 대규모 매립지에서만 경제성이 확보되는 한계가 있다. 연소처리는 중소규모 매립지에서도 적용은 가능하지만, 가스 포집 시설의 설치가 필요하고 처리효율이 낮으며, 불완전 연소로 인해 다이옥신 등이 발생하는 단점이 있다. 매립지 규모별 메탄가스의 처리기술의 경제성을 비교하였을 때 매립지 규모에 상관없이 생물학적 산화기술이 연소처리에 비해 저비용으로 메탄을 처리할 수 있는 것으로 확인되었으며 폐기물 매립량이 600,000톤 이하인 경우에는 매립가스자원화보다도 경제적임을 확인할 수 있다. 생물학적 산화 시스템은 유럽 등에서는 중소규모 매립지에서의 탄소중립을 위하여 제시되었으며, 매립지 복토층에 서식하는 미생물을 이용하여 메탄을 이산화탄소로 산화시키는 기술이다. 미생물 복토층을 최적의 서식조건으로 조성함으로써 메탄산화 효율을 증진시킬 수 있으며, 미생물의 메탄 산화 속도 및 매립 가스 발생량에 따라 메탄저감 효율이 좌우되며, 매립가스 발생량이 적은 경우 100%까지도 산화가 가능한 바이오필터와 같이 인위적인 메탄산화 시스템을 운영할 수도 있다. 이에 본 연구는 매립토, 퇴비, 부숙토 3가지의 시료를 대상으로 회분식 실험을 통해 메탄산화균의 활성도를 파악하였다. 또한 실험결과, 메탄산화가 가장 우수한 매립토를 대상으로 메탄산화균을 분리배양 하였으며, 이후 연속식 실험을 통해 메탄산화균의 메탄산화속도를 평가하였다.
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메탄의 최적산화조건을 위한 충전매질의 CO<sub>2</sub> 흡수속도 평가
윤수철 ( Su-chul Yoon ),유명수 ( Myoung-soo Yu ),이남훈 ( Nam-hoon Lee ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2018 No.-
폐기물 매립지에서 폐기물이 매립되어 최종처분 되는 과정에서 유기물질이 혐기성 분해되어 메탄과 이산화 탄소가 주요 조성물인 매립가스가 발생하게 된다. 특히 메탄과 이산화탄소는 대표적인 온실가스로서 페기물 매립지는 온실가스 배출원으로 지목되고 있다. 국내 폐기물 분야의 온실가스 배출량은 2014년 기준 15.4백만톤 CO<sub>2eq</sub>로 국가 총 배출량의 2.2%를 차지하였으며, 폐기물 매립 부분이 7.3 백만톤 CO<sub>2eq</sub>로 폐기물 분야 전체 배출량의 47.5%로 가장 높은 비율을 차지하고 있다. 또한 국내 230개소의 매립지 중 대규모 매립지 17개 시설에서만 매립가스 자원화 시설을 운영하고 있으며, 매립지에서 발생하는 메탄의 29%만을 자원화로 이용하고 있다. 나머지 중소규모매립지를 포함하여 71%의 메탄은 무방비 상태로 대기상으로 유출되고 있다. 유럽 등 여러 국가에서 중소규모 매립지에서 미생물을 이용하여 CH<sub>4</sub>를 산화시키는 기술인 메탄산화시스템을 제시하였다. 이러한 생물학적 산화시스템은 매립지 복토층에 서식하는 미생물을 이용하여 메탄을 이산화탄소로 산화시키는 기술이다. 미생물 복토층을 최적의 서식 조건으로 조성함으로써 메탄산화 효율을 증진시킬 수 있으며, 미생물의 메탄 산화 속도 및 매립 가스 발생량에 따라 메탄저감 효율이 좌우되며, 매립가스 발생량이 적은 경우 100%까지도 산화가 가능한 바이오필터와 같이 인위적인 메탄산화 시스템을 운영할 수도 있다. 이러한 생물학적 메탄산화기술은 미생물의 서식환경에 따라 메탄산화효율이 좌우되므로 최적의 환경으로 조정해야 할 필요성이 있다. 매립지에서 발생하는 CO<sub>2</sub>는 토양의 수분에 흡수되어 탄산화로 인해 토양의 pH를 떨어뜨리며 고농도의 CO<sub>2</sub>는 호기성 미생물이 서식하는 최적 산화효율을 감소시킨다. 그러므로 매립지에서 발생하는 CO<sub>2</sub>는 메탄산화의 중요한 영향 인자라고 판단할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 호기성 메탄세균의 최적 산화 조건을 위한 CO<sub>2</sub> 흡수 충전 매질을 선정하고자 각 충전 매질의 CO<sub>2</sub> 흡수속도를 평가하고자 하였다. 사사: 이 논문은 환경부의 “글로벌탑 환경기술개발사업” 중 “Non-CO<sub>2</sub> 온실가스 저감기술개발 사업단” (과제번호: 2017002410008)에서 지원받았으며 이에 감사드립니다.
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