1995년도 종량제 실시와 2005년 1월 음식물류 폐기물 직매립 금지로 인해 현재 음식물류 폐기물의 관리 정책은 재활용에 큰 비중을 두며 전환되고 있는 실정이다. 정부의 꾸준한 음식물류 폐기물의 자원화 유도를 위한 정책 추진결과, 현재 260여개소의 음식물 자원화 시설이 설치 및 운영 되고 있으며, '04년도 기준 약 70% 가량의 재활용율을 보이고 있다. 하지만, 음식물류 폐기물의 자원화 방식은 주로 사료화와 퇴비화에 치중하여 진행되고 있으며, 음식물류 폐기물 자원화 체계 구축을 통한 실질적 이점을 기대하기 위해서는 다양한 처리 방법의 도입 및 적용이 요구된다. 이에 본 연구에서는 음식물류 폐기물을 이용한 다양한 자원화 방법들 중 혐기성상태에서 유기물 분해에 따른 유용한 에너지원인 ...
1995년도 종량제 실시와 2005년 1월 음식물류 폐기물 직매립 금지로 인해 현재 음식물류 폐기물의 관리 정책은 재활용에 큰 비중을 두며 전환되고 있는 실정이다. 정부의 꾸준한 음식물류 폐기물의 자원화 유도를 위한 정책 추진결과, 현재 260여개소의 음식물 자원화 시설이 설치 및 운영 되고 있으며, '04년도 기준 약 70% 가량의 재활용율을 보이고 있다. 하지만, 음식물류 폐기물의 자원화 방식은 주로 사료화와 퇴비화에 치중하여 진행되고 있으며, 음식물류 폐기물 자원화 체계 구축을 통한 실질적 이점을 기대하기 위해서는 다양한 처리 방법의 도입 및 적용이 요구된다. 이에 본 연구에서는 음식물류 폐기물을 이용한 다양한 자원화 방법들 중 혐기성상태에서 유기물 분해에 따른 유용한 에너지원인 메탄 생성이 가능한 혐기성소화에 대한 최적 조건 도출 및 설계 인자 검토를 위해 수행되었다. 혐기성 소화 효율의 극대화에 수반되어야 할 우선적인 사항 중 하나는 이용 원료의 생분해 가능성이다. 국내 가동 중인 혐기성 소화시설에서는 축산분뇨, 각종 슬러지류, 음식물류 폐기물 등의 유기성 폐기물이 주된 원료로서 이용되고 있다. 유기성 폐기물이라 함은 '유기물 함량이 40%이상인 동·식물계로부터 유래한 폐기물'로서 간단히 정의되며, 상기 언급한 원료들은 국내에서 발생되는 유기성 폐기물의 대부분을 차지하는 것들이라 할 수 있다. 각종 유기성 폐기물 중 축산분뇨를 이용한 혐기성 소화(자원화 시설, 일반 농가 포함)가 가장 많은 비율을 차지하고 있다. 하지만 약 80%내외의 수분 함량과 생분해 가능한 물질인 유기물 함량이 약 70%이상(건량기준)인 음식물류 폐기물은 각종 유기성 폐기물 중 혐기성 소화를 통한 처리에 있어서 축산 분뇨 못지않은 효율의 극대화를 가져올 수 있는 폐기물 가운데 하나라고 판단된다. 이같은 음식물류 폐기물의 물리적 특성과 더불어 사회적인 분위기 즉, 매립과 소각에 대한 한계성이 점차 부각되고 있기 때문에 자원화를 통한 친환경적인 처리 방법에 대한 관심이 증대되고 있고, 이에 따라 90년대 이후부터 음식물류 폐기물의 혐기성 소화에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있는 현실 등을 감안한다면 음식물류 폐기물의 혐기성소화에 대한 전망은 매우 희망적이라 할 수 있다. 고형물 함량이 5.0%내외의 음식물류 폐기물을 산발효조와 메탄발효조로 분리된 2상 소화조로 3단계(20일, 18일, 15일)의 체류시간 변화를 주어 투입하였으며, 온도와 pH는 각각 중온소화의 적정 범위인 35℃, 5.5 내외를 유지하면서 실험을 진행하였다. 실험결과, 투입 원료의 제거율을 간접적으로 나타내는 VS의 제거율은 SRT의 변화와는 관계없이 69-59%의 높은 수치를 보다. 또한 가스 발생량(GPR: Gas Production Rate)은 0.187-0.468(Biogas ㎥/kg·VS added)의 범위를 나타냈으며, 평균 0.321(Biogas ㎥/kg·VS added)의 발생량을 보였다. 이 중 메탄함량은 65%이상으로서 전체적인 유기물 분해에 따른 VS 및 가스 발생량은 비교적 안정적인 범위 내에 있는 것으로 나타났다. 원수와 최종 처리수의 CODcr 분석결과는, VS제거율과 비례하여 평균 60.0%이상의 제거율을 보이는 것으로 나타났다. 이외에 T-N과 T-P는 통성·편성 혐기성 미생물의 낮은 질소, 인 분해 기작 특성에 기인하여 약 10-30%의 낮은 제거율을 보였다. 이들 결과를 종합해 보면, 본 연구에서 진행한 음식물류 폐기물을 원료로 한 상향류식 중온 소화에 있어서 가장 적절한 HRT는 18일이라고 판단되며, 이는 유입 원수 및 각 처리수별 제거효율과 pH 중화에 소모되는 약품량, 그리고 바이오 가스 내 CH_(4)함량 분석 결과를 모두 고려한 결과이다. 본 연구에서 도출된 모든 결과는 실제 현장에서의 공정운영에 있어서 참고자료로서의 이용가치가 크다고 판단되며 금번 연구와는 별도로 향후 진행될 연구는 최적 반송비 도출 및 소화온도의 중온·고온 병행 운영에 따른 소화효율 고찰이 주된 목적이다. 따라서 이들 일련의 연구를 토대로 하여 얻어진 결과물이 실제 현장에서 실질적이고 효율적으로 적용되어 국내 혐기성 소화기술이 현재 단계에서의 일보 약진을 기대한다.
1995년도 종량제 실시와 2005년 1월 음식물류 폐기물 직매립 금지로 인해 현재 음식물류 폐기물의 관리 정책은 재활용에 큰 비중을 두며 전환되고 있는 실정이다. 정부의 꾸준한 음식물류 폐기물의 자원화 유도를 위한 정책 추진결과, 현재 260여개소의 음식물 자원화 시설이 설치 및 운영 되고 있으며, '04년도 기준 약 70% 가량의 재활용율을 보이고 있다. 하지만, 음식물류 폐기물의 자원화 방식은 주로 사료화와 퇴비화에 치중하여 진행되고 있으며, 음식물류 폐기물 자원화 체계 구축을 통한 실질적 이점을 기대하기 위해서는 다양한 처리 방법의 도입 및 적용이 요구된다. 이에 본 연구에서는 음식물류 폐기물을 이용한 다양한 자원화 방법들 중 혐기성상태에서 유기물 분해에 따른 유용한 에너지원인 메탄 생성이 가능한 혐기성소화에 대한 최적 조건 도출 및 설계 인자 검토를 위해 수행되었다. 혐기성 소화 효율의 극대화에 수반되어야 할 우선적인 사항 중 하나는 이용 원료의 생분해 가능성이다. 국내 가동 중인 혐기성 소화시설에서는 축산분뇨, 각종 슬러지류, 음식물류 폐기물 등의 유기성 폐기물이 주된 원료로서 이용되고 있다. 유기성 폐기물이라 함은 '유기물 함량이 40%이상인 동·식물계로부터 유래한 폐기물'로서 간단히 정의되며, 상기 언급한 원료들은 국내에서 발생되는 유기성 폐기물의 대부분을 차지하는 것들이라 할 수 있다. 각종 유기성 폐기물 중 축산분뇨를 이용한 혐기성 소화(자원화 시설, 일반 농가 포함)가 가장 많은 비율을 차지하고 있다. 하지만 약 80%내외의 수분 함량과 생분해 가능한 물질인 유기물 함량이 약 70%이상(건량기준)인 음식물류 폐기물은 각종 유기성 폐기물 중 혐기성 소화를 통한 처리에 있어서 축산 분뇨 못지않은 효율의 극대화를 가져올 수 있는 폐기물 가운데 하나라고 판단된다. 이같은 음식물류 폐기물의 물리적 특성과 더불어 사회적인 분위기 즉, 매립과 소각에 대한 한계성이 점차 부각되고 있기 때문에 자원화를 통한 친환경적인 처리 방법에 대한 관심이 증대되고 있고, 이에 따라 90년대 이후부터 음식물류 폐기물의 혐기성 소화에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있는 현실 등을 감안한다면 음식물류 폐기물의 혐기성소화에 대한 전망은 매우 희망적이라 할 수 있다. 고형물 함량이 5.0%내외의 음식물류 폐기물을 산발효조와 메탄발효조로 분리된 2상 소화조로 3단계(20일, 18일, 15일)의 체류시간 변화를 주어 투입하였으며, 온도와 pH는 각각 중온소화의 적정 범위인 35℃, 5.5 내외를 유지하면서 실험을 진행하였다. 실험결과, 투입 원료의 제거율을 간접적으로 나타내는 VS의 제거율은 SRT의 변화와는 관계없이 69-59%의 높은 수치를 보다. 또한 가스 발생량(GPR: Gas Production Rate)은 0.187-0.468(Biogas ㎥/kg·VS added)의 범위를 나타냈으며, 평균 0.321(Biogas ㎥/kg·VS added)의 발생량을 보였다. 이 중 메탄함량은 65%이상으로서 전체적인 유기물 분해에 따른 VS 및 가스 발생량은 비교적 안정적인 범위 내에 있는 것으로 나타났다. 원수와 최종 처리수의 CODcr 분석결과는, VS제거율과 비례하여 평균 60.0%이상의 제거율을 보이는 것으로 나타났다. 이외에 T-N과 T-P는 통성·편성 혐기성 미생물의 낮은 질소, 인 분해 기작 특성에 기인하여 약 10-30%의 낮은 제거율을 보였다. 이들 결과를 종합해 보면, 본 연구에서 진행한 음식물류 폐기물을 원료로 한 상향류식 중온 소화에 있어서 가장 적절한 HRT는 18일이라고 판단되며, 이는 유입 원수 및 각 처리수별 제거효율과 pH 중화에 소모되는 약품량, 그리고 바이오 가스 내 CH_(4)함량 분석 결과를 모두 고려한 결과이다. 본 연구에서 도출된 모든 결과는 실제 현장에서의 공정운영에 있어서 참고자료로서의 이용가치가 크다고 판단되며 금번 연구와는 별도로 향후 진행될 연구는 최적 반송비 도출 및 소화온도의 중온·고온 병행 운영에 따른 소화효율 고찰이 주된 목적이다. 따라서 이들 일련의 연구를 토대로 하여 얻어진 결과물이 실제 현장에서 실질적이고 효율적으로 적용되어 국내 혐기성 소화기술이 현재 단계에서의 일보 약진을 기대한다.
The rate of recycling of Food waste has been increased dramatically since the MSW separated collection in 1995 and, the prohibition of food waste landfill dumping in 2005 in Korea. Besides, A ministry of environment has gone ahead with a food waste recycling policy for a long period so the result wa...
The rate of recycling of Food waste has been increased dramatically since the MSW separated collection in 1995 and, the prohibition of food waste landfill dumping in 2005 in Korea. Besides, A ministry of environment has gone ahead with a food waste recycling policy for a long period so the result was that 260 food waste recycling facilities were established and rate of recycling reached more than 80% at present. But most food waste recycling methods are concentrated in composting and feeding, and the by-products was not much in demand because of inferior quality. For more improved food waste recycling system, diversifiable recycling methods should be introduced. From a practical point of view, the anaerobic digestion which can be produced a valuable energy source as CH_(4) by fermentation of organic in an anaerobic condition must be suitable method in many kinds of recycling methods for food waste recycling. In this study, for anaerobic digestion used food waste, the optimal factors have been investigated such as COD, BOD, temperature, pH, etc. The digestor which manufactured by the stainless metal were separated as an acid fermentation digestor, and methane fermentation digestor, respectively. The content of solid and temperature were controlled as 5%, 35℃, respectively. and HRT was 15, 18, 20days, respectively. All experimentations had been carried out for 120 day except preparatory work. In this period optimal factors that can increase the efficiency of fermentation of food waste were investigated. As the result of experimentations, the total rate of organic removal reached 59~69% through the rate of removal of CODc_(r), BOD_(5), VS regardless of HRT, and the rate of gas production showed 0.187~0.468(Biogas ㎥/kg·VS added), Moreover, in total bio gas, the content of methane was more than 65%. So that it was concluded that the rate of organic fermentation was quite satisfactory for an aerobic digestion used food waste. But the rate of removal of T-N, T-P were in lower as less than 30% than it is expected. because all kinds of anaerobic microorganism have low removal capability in anaerobic condition. As stated above, the HRT was controlled as 15, 18, 20days, respectively, and 18days showed the best efficiency because of the highest organic removal rate. the lowest amount of consumption of neutralization chemical(NaCl), and finally the highest content of methane in biogas.
The rate of recycling of Food waste has been increased dramatically since the MSW separated collection in 1995 and, the prohibition of food waste landfill dumping in 2005 in Korea. Besides, A ministry of environment has gone ahead with a food waste recycling policy for a long period so the result was that 260 food waste recycling facilities were established and rate of recycling reached more than 80% at present. But most food waste recycling methods are concentrated in composting and feeding, and the by-products was not much in demand because of inferior quality. For more improved food waste recycling system, diversifiable recycling methods should be introduced. From a practical point of view, the anaerobic digestion which can be produced a valuable energy source as CH_(4) by fermentation of organic in an anaerobic condition must be suitable method in many kinds of recycling methods for food waste recycling. In this study, for anaerobic digestion used food waste, the optimal factors have been investigated such as COD, BOD, temperature, pH, etc. The digestor which manufactured by the stainless metal were separated as an acid fermentation digestor, and methane fermentation digestor, respectively. The content of solid and temperature were controlled as 5%, 35℃, respectively. and HRT was 15, 18, 20days, respectively. All experimentations had been carried out for 120 day except preparatory work. In this period optimal factors that can increase the efficiency of fermentation of food waste were investigated. As the result of experimentations, the total rate of organic removal reached 59~69% through the rate of removal of CODc_(r), BOD_(5), VS regardless of HRT, and the rate of gas production showed 0.187~0.468(Biogas ㎥/kg·VS added), Moreover, in total bio gas, the content of methane was more than 65%. So that it was concluded that the rate of organic fermentation was quite satisfactory for an aerobic digestion used food waste. But the rate of removal of T-N, T-P were in lower as less than 30% than it is expected. because all kinds of anaerobic microorganism have low removal capability in anaerobic condition. As stated above, the HRT was controlled as 15, 18, 20days, respectively, and 18days showed the best efficiency because of the highest organic removal rate. the lowest amount of consumption of neutralization chemical(NaCl), and finally the highest content of methane in biogas.
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