폐활성슬러지와 분뇨의 S/I 비에 따른 혐기성 소화 특성에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

하수슬러지를 비롯한 유기성 폐기물의 해양투기는 2013년 이후부터 전면 금지되었으며, 이를 육상처리하기 위한 방법들이 다각도로 연구되고 있다. 특히 유기성 폐기물의 혐기성 소화방법은 하수슬러지 등의 감량화 뿐만 아니라 부산물로 발생되는 바이오가스(CH₄, CO₂)를 이용한 에너지화 공정으로 알려져 있다. 오랜 세월 동안 혐기성 소화를 이용한 다양한 유기성 폐기물의 처리가 진행되어 오면서 공법과 운전 기술의 발달로 세계 각국에서 활용하고 있지만 유기성 폐기물의 다양성과 특성의 변화에 따라 혐기성소화조 환경에 일률적인 적용이 쉽지 않다. 따라서 다양한 유기성 폐기물에 맞는 혐기성소화 조건의 확립이 중요하다 할 수 있다. 본 연구에서는 유기성 폐기물 중 폐활성슬러지와 분뇨의 기질과 혐기성소화 미생물의 비(ratio)에 따른 혐기성 소화특성에 대한 연구를 하고자 하였으며, 각 유기성 폐기물에 따른 적절한 미생물 비를 알아보고자 하였다. 이를 위해 각 기질과 혐기성소화 미생물의 비를 0.3, 0.5, 1, 2, 5로 조절하여 메탄 잠재량 분석방법(BMP; Biochemical Methane Potential)을 통하여 바이오가스 생산량 비교와 메탄 생산량 등을 분석하였다. 또한 전처리에 의한 고형물 감량 효과를 측정하기 위하여 휘발성 고형물 감량율(VSR; Volatile solid reduction)을 분석하였다. 분뇨의 경우 기질과 혐기성 미생물 비가 가장 낮은 0.3일 때 바이오가스 누적량이 가장 높은 약 320 mL/g-VS으로 나타났으며, 폐활성슬러지의 경우 역시 기질과 혐기성소화 미생물비가 가장 낮은 0.3일 때 약 550 mL/g-VS의 바이오가스 발생량을 보였다. 혐기성소화 바이오가스 발생에 있어 기질과 미생물의 비에 따라 최종 바이오가스 발생량이 달라질 수 있으며, 이에 따라 적절한 기질과 미생물 비를 고려한 운전이 주요할 것으로 판단된다.