음식물쓰레기와 폐활성슬러지의 병합 이상 혐기 소화조에서 pH 제어의 적용 A Novel Strategy to Control pH in a Two-phase Anaerobic Co-digester for Food Waste and Waste Activated Sludge원문보기
국제적으로 유기성 폐기물의 해양배출에 대한 강화된 규제가 요구되고 있다. 이에 우리나라는 2012년 이후부터 점진적으로 해양배출을 금지할 계획에 있기 때문에, 유기성 폐기물의 처리가 사회적으로 이슈화되고 있다. 최근 유기성 폐기물의 자원화는 폐기물의 처리와 자원의 회수라는 두 가지 이익을 주는 방안으로 관심을 받고 있다. 유기성 폐기물의 자원화에는 사료화, 퇴비화, 혐기 소화 등의 여러 가지 처리 공정들이 있다. 그중에서 혐기 소화는 다른 자원화 기술에 비해서, 보다 환경 친화적인 기술로 관심을 끌고 있다. 따라서 본 연구에서는 음식물쓰레기와 폐활성슬러지를 병합 처리하는 산발효조와 매탄발효조로 구성되는 이상 혐기 소화조의 안정적인 운전을 보장하는 방안을 개발하였다. 이상 혐기소화조의 안정적인 운전은 각 반응조의 운전 조건, 특히 pH를 최적으로 유지하여 주는 것이다. 따라서 본 연구에서는 산발효조와 매탄발효조 사이에 작은 완충조를 두어 매탄 발효조에 유입되는 산발효조 유출수의 pH를 매탄발효에 적정한 수준으로 조정하는 방안을 제안하였다. 제안된 방법의 효과를 평가하기 위하여, 완충조에서의 pH 제어 유·무에 따른 이상 혐기소화 시스템의 소화 효율 및 ...
국제적으로 유기성 폐기물의 해양배출에 대한 강화된 규제가 요구되고 있다. 이에 우리나라는 2012년 이후부터 점진적으로 해양배출을 금지할 계획에 있기 때문에, 유기성 폐기물의 처리가 사회적으로 이슈화되고 있다. 최근 유기성 폐기물의 자원화는 폐기물의 처리와 자원의 회수라는 두 가지 이익을 주는 방안으로 관심을 받고 있다. 유기성 폐기물의 자원화에는 사료화, 퇴비화, 혐기 소화 등의 여러 가지 처리 공정들이 있다. 그중에서 혐기 소화는 다른 자원화 기술에 비해서, 보다 환경 친화적인 기술로 관심을 끌고 있다. 따라서 본 연구에서는 음식물쓰레기와 폐활성슬러지를 병합 처리하는 산발효조와 매탄발효조로 구성되는 이상 혐기 소화조의 안정적인 운전을 보장하는 방안을 개발하였다. 이상 혐기소화조의 안정적인 운전은 각 반응조의 운전 조건, 특히 pH를 최적으로 유지하여 주는 것이다. 따라서 본 연구에서는 산발효조와 매탄발효조 사이에 작은 완충조를 두어 매탄 발효조에 유입되는 산발효조 유출수의 pH를 매탄발효에 적정한 수준으로 조정하는 방안을 제안하였다. 제안된 방법의 효과를 평가하기 위하여, 완충조에서의 pH 제어 유·무에 따른 이상 혐기소화 시스템의 소화 효율 및 바이오 가스 발생량을 파악하였다. 결론적으로, 완충조의 설치 및 이의 유출수 pH 조정 시스템은 후단 메탄발효조의 성능을 유입수의 성상 변화에 상관없이 안정적으로 유지하는 것을 확인하였다.
국제적으로 유기성 폐기물의 해양배출에 대한 강화된 규제가 요구되고 있다. 이에 우리나라는 2012년 이후부터 점진적으로 해양배출을 금지할 계획에 있기 때문에, 유기성 폐기물의 처리가 사회적으로 이슈화되고 있다. 최근 유기성 폐기물의 자원화는 폐기물의 처리와 자원의 회수라는 두 가지 이익을 주는 방안으로 관심을 받고 있다. 유기성 폐기물의 자원화에는 사료화, 퇴비화, 혐기 소화 등의 여러 가지 처리 공정들이 있다. 그중에서 혐기 소화는 다른 자원화 기술에 비해서, 보다 환경 친화적인 기술로 관심을 끌고 있다. 따라서 본 연구에서는 음식물쓰레기와 폐활성슬러지를 병합 처리하는 산발효조와 매탄발효조로 구성되는 이상 혐기 소화조의 안정적인 운전을 보장하는 방안을 개발하였다. 이상 혐기소화조의 안정적인 운전은 각 반응조의 운전 조건, 특히 pH를 최적으로 유지하여 주는 것이다. 따라서 본 연구에서는 산발효조와 매탄발효조 사이에 작은 완충조를 두어 매탄 발효조에 유입되는 산발효조 유출수의 pH를 매탄발효에 적정한 수준으로 조정하는 방안을 제안하였다. 제안된 방법의 효과를 평가하기 위하여, 완충조에서의 pH 제어 유·무에 따른 이상 혐기소화 시스템의 소화 효율 및 바이오 가스 발생량을 파악하였다. 결론적으로, 완충조의 설치 및 이의 유출수 pH 조정 시스템은 후단 메탄발효조의 성능을 유입수의 성상 변화에 상관없이 안정적으로 유지하는 것을 확인하였다.
In this study, therefore, a bench-scale two-phase anaerobic digestion system with a pH control scheme designed for stable digester operation has been applied to digest food waste and waste activated sludge. In order to determine optimal mixing ratio of food waste, sewage sludge and swine manure as f...
In this study, therefore, a bench-scale two-phase anaerobic digestion system with a pH control scheme designed for stable digester operation has been applied to digest food waste and waste activated sludge. In order to determine optimal mixing ratio of food waste, sewage sludge and swine manure as feed for the anaerobic digestion, biochemical methane potential (BMP) test was conducted by varying the composition of the wastes. The bench-scale mesophilic two-phase anaerobic digester used in this study consists of an acidogenic reactor of 8L, a buffer reactor of 0.5L and a methanogenic reactor of 22L. The purpose of placing a buffer tank between the acidogenic and the methanogenic reactors is to automatically adjust the effluent pH of the former to prevent the pH of the methane producing reactor from falling below its optimal range.
The control scheme proposed in this study could maintain the pHs of the acidogenic and the methanogenic components of the digester at a desirable level and show excellent performance in terms of the methane production and organic removal efficiency.
At the anaerobic digestion of food waste and waste activated sludge, the system could achieve 41% VS reduction, 44% COD reduction and biogas yield of 0.21 m³·kgVSadded^(-1). Methane content of the produced biogas was over 70% regardless of the feed pH or organic loading rate. We believe if our system is successfully scaled-up it will contribute to the efforts of our government to resolve its current issues concerning to the organic wastes.
In this study, therefore, a bench-scale two-phase anaerobic digestion system with a pH control scheme designed for stable digester operation has been applied to digest food waste and waste activated sludge. In order to determine optimal mixing ratio of food waste, sewage sludge and swine manure as feed for the anaerobic digestion, biochemical methane potential (BMP) test was conducted by varying the composition of the wastes. The bench-scale mesophilic two-phase anaerobic digester used in this study consists of an acidogenic reactor of 8L, a buffer reactor of 0.5L and a methanogenic reactor of 22L. The purpose of placing a buffer tank between the acidogenic and the methanogenic reactors is to automatically adjust the effluent pH of the former to prevent the pH of the methane producing reactor from falling below its optimal range.
The control scheme proposed in this study could maintain the pHs of the acidogenic and the methanogenic components of the digester at a desirable level and show excellent performance in terms of the methane production and organic removal efficiency.
At the anaerobic digestion of food waste and waste activated sludge, the system could achieve 41% VS reduction, 44% COD reduction and biogas yield of 0.21 m³·kgVSadded^(-1). Methane content of the produced biogas was over 70% regardless of the feed pH or organic loading rate. We believe if our system is successfully scaled-up it will contribute to the efforts of our government to resolve its current issues concerning to the organic wastes.
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