최적 바이오가스 생산을 위한 유기성폐기물의 효율적 전처리 방법에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

국내에서 발생하는 유기성폐기물은 음식물류폐기물, 축산분뇨, 그리고 하수슬러지가 가장 대표적이며, 지금까지 음식물류폐기물과 축산분뇨는 90% 이상이 사료화 또는 퇴비화 방식으로 처리돼 왔고, 하수슬러지는 해양투기에 크게 의존해 왔다. 그러나 사료화, 퇴비화를 통해 생산된 퇴비나 사료는 품질이 낮고 판로가 한정되어 있어서 실제 재활용 효과가 크지 않으며, 하수슬러지와 가축분뇨는 2012년부터, 음폐수는 2013년부터 해양투기가 금지되었기 때문에 유기성폐기물에 대한 새로운 처리 방안이 시급히 요구되고 있다.
2011년 기준 국내 유기성폐기물의 발생량은 음식물류폐기물은 13,537톤/일, 축산분뇨는 116,945톤/일 그리고 하수슬러지는 8,892톤/일 이며, 이 중 에너지로 전환 및 이용되는 비율은 단지 3~4%에 불과하고, 나머지는 대부분 한시적으로 허용된 해양투기 및 에너지비용이 과다하게 소비되는 호기성 처리공정에 의존하여 처리되고 있는 실정이다.
최근에는 유기성폐기물을 바이오에너지원으로 활용할 수 있는 혐기성소화 공정이 주목받고 있으며, 혐기성소화 공정은 유기성폐기물의 안정화와 청정연료인 메탄을 회수할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 현재 유기성폐기물의 혐기성 처리 시 가장 걸림돌이 되는 것은 유기성폐기물의 난분해성 특성으로 인해 효율적인 처리가 대단히 어렵다는 것이며 이를 해결하기 위한 전처리 방법으로 초음파처리, 알칼리처리, 열적처리 등 다양한 방법이 시도되고 있다.
따라서 본 연구에서는 혐기성소화 공정의 전처리 방법으로서 열처리, 초음파처리, 마이크로파처리를 단독 또는 병행처리 하여 각 전처리 방법에 따른 가용화 효율을 비교하고 이를 통해 각 전처리 방법의 최적 전처리 조건을 도출하였다.