전기화학적인 공정을 이용한 혐기성 소화액의 질소제거 성능평가 = Electrochemical Treatment for Nitrogen Removal of Anaerobic Digestion Effluent

국문 초록 (Abstract)

대표적인 유기성폐기물 중 하나인 가축분뇨는 주로 혐기성소화 공정을 이용하여 처리되며, 이때 최종 처분을 필요로 하는 유기물의 양이 감소되고 공정의 부산물로는 바이오가스 형태의 에너지가 생산되는 것으로 알려져 있다. 가축분뇨의 혐기성소화는 이와 같은 장점을 갖는 공정임에도 불구하고 소화 공정 이후 유출수 내 포함된 고농도의 질소는 공정 외부로 배출됨과 동시에 반드시 이의 처리가 수반되어야 하는 단점을 수반한다. 따라서 기존의 혐기성소화 공정들은 다양한 물리·화학적 처리 프로세스를 혐기성소화 공정과 연계하여 유출수 내 포함된 질소를 제거하기도 한다. 하지만 일반적인 물리·화학적인 질소제거 공정들은 안정적인 유출수질의 확보가 어렵고, 처리시설을 운전하는데 고도의 숙련도를 갖춘 운전인력이 확보되어야 하며 초기 설비비 및 운전비가 높아 현장 적용에 어려움을 겪고 있다. 물리·화학적 질소 처리 공정과 함께 유출수 내 질소를 직접적으로 재활용하기 위한 방안으로 혐기성소화 유출수의 액비화를 통한 액비 생산이 소개되고 있으나 이 역시 수요와 공급의 불일치 및 액비화에 필요한 거대한 부지의 소요 등과 같은 문제점들로 인해 액비화의 실효성에 의문이 제기된다. 최근 기존 질소처리 또는 자원화 공정의 대체방법으로서 전기화학적 방법을 이용한 혐기성소화 유출수 내 질소처리에 관한 연구가 소개되고 있다. 전기화학적 방법을 이용한 질소처리 공정은 양극(anode)에서의 직접적인 산화와 유출수내 염소이온(Cl-)을 산화시켜 만들어진 잔류염소로 암모니아를 산화시키는 간접적인 산화를 거쳐 이루어진다. 본 연구에서는 가축분뇨의 혐기성소화 이후 발생되는 유출수 내 질소의 처리를 위해 불용성 전극을 사용하여 혐기성 소화 유출수를 산화시키고 암모니아성 질소를 효율적으로 제거하는 방법에 대한 연구를 수행하였다.