중온 혐기성소화에서 유기물부하가 소화효율에 미치는 영향검토

국문 초록 (Abstract)

우리나라는 에너지 다소비적인 산업구조로 인해 화석연료의 의존도가 높다. 에너지의 약 97%를 수입에 의존하고있는 현 시점에서 우리나라는 국제 어네지가격의 급등에 취약할 수밖에 없다. 이러한 국가적 문제를 해결하기 위해 유기성폐기물의 에너지화기술이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 고농도 유기성 폐기물인 돈분뇨와 음식물류폐기물의 전처리를 통해 액상의 고농도유기물만을 중온혐기성소화조에서 병합처리하여 대체 에너지원인 바이오가스를 생산하는 Pilot Plant의 소화효율을 검토하였다. 혐기성소화조에 투입되는 유기물(VS)농도와 원료배합에 변화를 주어 투입되는 유기물의 용적부하(OLR)를 조절하여 변화에 따른 바이오가스 생산량 및 메탄농도, 메탄수율을 분석하여 혐기성소화 효율을 검토하였으며, 각 CASE별 TS, VS농도는 다음과 같다. 분석결과 투입원료의 유기물(VS)량에 따른 바이오가스 발생량은 CASE1에서 유기물(VS)은 평균 2.69%으로 분석되었으며, 이에 따른 바이오가스 발생량과 메탄농도는 평균 0.45 m³/day, 57%로 나타났다. CASE 2는 유기물(VS) 평균 농도가 1.48%, 바이오가스 발생량과 메탄농도가 평균 0.45 m³/day, 56% 그리고 CASE 3에서는 유기물(VS)농도, 바이오가스발생량, 메탄농도가 각각 6.13%, 0.36 m³/day, 59%로 나타났으며, 이 때 CASE1, 2, 3 각각의 유기물 용적부하는 0.54kg･vs/day･m³, 0.3kg･vs/day･m³, 1.23kg･vs/day･m³으로 나타났다. CASE1과 CASE2에 비해 CASE3에서 투입원료의 VS농도가 6.13%로 높은 농도의 유기물이 투입되어 용적부하가 높게 나타났다. 이에 따라 바이오가스 발생량이 다른 실험군에 비해 줄어든 것이 확인되었으며, CASE1, 2, 3 각 실험군의 메탄수율은 0.55 m³/kg･vs, 0.52 m³/kg･vs, 0.4 m³/kg･vs로 CASE1, CASE2의 수율은 CASE3 대비 약 1.4배, 1.3배 높게 분석되었다. 본 연구를 통해 유기물의 용적부하가 증가함에 따라 바이오가스 발생량과 메탄수율이 줄어든 것을 확인 할 수 있었으며, 유기물부하에 따른 소화효율 변화를 검토하여 적절한 유기물부하를 찾아 소화상태 및 조건 등을 고려하여 최적 유기물부하를 결정하고 실험을 진행한다면 좀 더 나은 소화효율을 얻을 수 있을 것으로 판단되며, 적정한 유기물부하가 혐기성소화 소화효율에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다.