우리나라에서 발생되는 음식물쓰레기의 양은 2006년 13,372톤/일로서 생활폐기물 발생량 48,844톤/일의 27.4%를 차지하고 있으며, 2003년 이후 감소추세를 나타내고 있는 생활폐기물 발생량에 반해, 음식물쓰레기 발생량이 차지하는 점유율은 점점 증가하고 있는 실정이다. 현재 음식물 쓰레기를 처리하는 방법으로는 매립·소각·재활용 등이 이용되고 있으며, 매립의 경우 악취, 침출수의 발생 등으로 지하수를 오염시키며, 이로 말미암아 2005년부터는 매립지에 음식물 쓰레기를 직매립하는 것이 법으로 금지되었다. 소각의 경우는 고수분 함유로 인한 ...
우리나라에서 발생되는 음식물쓰레기의 양은 2006년 13,372톤/일로서 생활폐기물 발생량 48,844톤/일의 27.4%를 차지하고 있으며, 2003년 이후 감소추세를 나타내고 있는 생활폐기물 발생량에 반해, 음식물쓰레기 발생량이 차지하는 점유율은 점점 증가하고 있는 실정이다. 현재 음식물 쓰레기를 처리하는 방법으로는 매립·소각·재활용 등이 이용되고 있으며, 매립의 경우 악취, 침출수의 발생 등으로 지하수를 오염시키며, 이로 말미암아 2005년부터는 매립지에 음식물 쓰레기를 직매립하는 것이 법으로 금지되었다. 소각의 경우는 고수분 함유로 인한 불완전 연소 때문에 대기오염물질을 다량 배출하는 문제와 낮은 발열량으로 보조연료를 사용하여야 하는 문제 등이 지적되고 있다. 최근에야 음식물 쓰레기 재활용에 대한 정책과 기술이 추진되고 있으나 국내실정에 적합한 기술이 미비하여 어려움을 겪고 있는 상황이다.
따라서 본 연구에서는 음식물쓰레기의 효율적인 처리를 위한 전처리 공정으로 혐기성 소화공정을 통하여 장기간 혐기성 소화 운전 시 음식물쓰레기에 다량 포함된 염분과 각종염류 및 낮은 pH가 혐기성 소화조 내에 침적되어 산 형성미생물 및 메탄형성 미생물에 미치는 영향을 파악하여 안정적이고 장기적으로 효율적인 음식물쓰레기 혐기성소화 공정인자를 얻고자 한다.
실험에 사용된 음식물쓰레기 원수의 성상은 BOD_(5)가 44,300∼68,100mg/L로 변화폭이 심하였고, 평균 59,100mg/L로 나타났으며, CODcr 농도는 99,000～204,500mg/L로 역시 변동 폭이 심하였고, 평균 농도는 155,700mg/L를 나타냈다. CODcr/BOD_(5)비는 1.5～4.5, 평균 2.7로 일반적인 분뇨의 CODcr/BOD_(5)비 2.7∼2.9와 매우 유사한 값을 나타내는 것으로 나타났다.
혐기성 소화 시 반응조 내의 암모니아 농도가 혐기성 미생물에 독성을 유발하며, 그 독성한계농도는 혐기성 미생물의 순응기간과 반응조 내의 pH 등에 영향을 받으며, 음식물 쓰레기의 경우 체류시간이 길어지면서 혐기성미생물의 순응기간이 길어져 독성을 유발하는 한계농도도 높아져 체류시간 80일의 경우에는 암모니아농도가 3,000mg/L일 때에도 혐기성미생물에 아무런 영향이 없는 것으로 나타났다.
우리나라에서 발생되는 음식물쓰레기의 양은 2006년 13,372톤/일로서 생활폐기물 발생량 48,844톤/일의 27.4%를 차지하고 있으며, 2003년 이후 감소추세를 나타내고 있는 생활폐기물 발생량에 반해, 음식물쓰레기 발생량이 차지하는 점유율은 점점 증가하고 있는 실정이다. 현재 음식물 쓰레기를 처리하는 방법으로는 매립·소각·재활용 등이 이용되고 있으며, 매립의 경우 악취, 침출수의 발생 등으로 지하수를 오염시키며, 이로 말미암아 2005년부터는 매립지에 음식물 쓰레기를 직매립하는 것이 법으로 금지되었다. 소각의 경우는 고수분 함유로 인한 불완전 연소 때문에 대기오염물질을 다량 배출하는 문제와 낮은 발열량으로 보조연료를 사용하여야 하는 문제 등이 지적되고 있다. 최근에야 음식물 쓰레기 재활용에 대한 정책과 기술이 추진되고 있으나 국내실정에 적합한 기술이 미비하여 어려움을 겪고 있는 상황이다.
따라서 본 연구에서는 음식물쓰레기의 효율적인 처리를 위한 전처리 공정으로 혐기성 소화공정을 통하여 장기간 혐기성 소화 운전 시 음식물쓰레기에 다량 포함된 염분과 각종염류 및 낮은 pH가 혐기성 소화조 내에 침적되어 산 형성미생물 및 메탄형성 미생물에 미치는 영향을 파악하여 안정적이고 장기적으로 효율적인 음식물쓰레기 혐기성소화 공정인자를 얻고자 한다.
실험에 사용된 음식물쓰레기 원수의 성상은 BOD_(5)가 44,300∼68,100mg/L로 변화폭이 심하였고, 평균 59,100mg/L로 나타났으며, CODcr 농도는 99,000～204,500mg/L로 역시 변동 폭이 심하였고, 평균 농도는 155,700mg/L를 나타냈다. CODcr/BOD_(5)비는 1.5～4.5, 평균 2.7로 일반적인 분뇨의 CODcr/BOD_(5)비 2.7∼2.9와 매우 유사한 값을 나타내는 것으로 나타났다.
혐기성 소화 시 반응조 내의 암모니아 농도가 혐기성 미생물에 독성을 유발하며, 그 독성한계농도는 혐기성 미생물의 순응기간과 반응조 내의 pH 등에 영향을 받으며, 음식물 쓰레기의 경우 체류시간이 길어지면서 혐기성미생물의 순응기간이 길어져 독성을 유발하는 한계농도도 높아져 체류시간 80일의 경우에는 암모니아농도가 3,000mg/L일 때에도 혐기성미생물에 아무런 영향이 없는 것으로 나타났다.
In this study, we analyze the effect of acidogenic bacteria and methanogenic bacteria to be accumulated salinity, various salt, low pH in anaerobic digestion and it is required effective and stable influencing factors of anaerobic digestion of food wastes in long-term operation through the anaerobic...
In this study, we analyze the effect of acidogenic bacteria and methanogenic bacteria to be accumulated salinity, various salt, low pH in anaerobic digestion and it is required effective and stable influencing factors of anaerobic digestion of food wastes in long-term operation through the anaerobic digestion as pre-treatment for effective treatment.
Considering characteristics of the influent food waste which was used in the experiment, BOD concentration was changed widely with 44,300～68,100 mg/L and average of 59,100 mg/L, CODcr concentration was changed widely as well with 99,000～204,500 mg/L and average of 155,700 mg/L. CODcr/BOD ratio was in the range of 1.5～4.5 and average of 2.7, which was very similar to CODcr/BOD ratio of regular nightsoil in the range of 2.7～2.9.
In case of anaerobic digestion, ammonia concentration in the reactor causes toxicity to anaerobic microorganism. And toxic limiting concentration is affected by acclimation period of anaerobic microorganism and pH in the reactor. In case of food wastes, toxic limiting concentration is increased because acclimation period of anaerobic microorganism and retention time is increased. In case of anaerobic digestion that retention time is 80 days, when ammonia concentration is 3,000 mg/L, it is also not affected by anaerobic microorganism.
In this study, we analyze the effect of acidogenic bacteria and methanogenic bacteria to be accumulated salinity, various salt, low pH in anaerobic digestion and it is required effective and stable influencing factors of anaerobic digestion of food wastes in long-term operation through the anaerobic digestion as pre-treatment for effective treatment.
Considering characteristics of the influent food waste which was used in the experiment, BOD concentration was changed widely with 44,300～68,100 mg/L and average of 59,100 mg/L, CODcr concentration was changed widely as well with 99,000～204,500 mg/L and average of 155,700 mg/L. CODcr/BOD ratio was in the range of 1.5～4.5 and average of 2.7, which was very similar to CODcr/BOD ratio of regular nightsoil in the range of 2.7～2.9.
In case of anaerobic digestion, ammonia concentration in the reactor causes toxicity to anaerobic microorganism. And toxic limiting concentration is affected by acclimation period of anaerobic microorganism and pH in the reactor. In case of food wastes, toxic limiting concentration is increased because acclimation period of anaerobic microorganism and retention time is increased. In case of anaerobic digestion that retention time is 80 days, when ammonia concentration is 3,000 mg/L, it is also not affected by anaerobic microorganism.
주제어
#음식물쓰레기
#혐기성 소화공정
#산 형성 미생물
#메탄 형성 미생물
#food wastes
#anaerobic digestion
#methanogenic bacteria
#acidogenic bacteria
학위논문 정보
저자
최근형
학위수여기관
서울시립대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
환경공학과
지도교수
박완철,박철휘
발행연도
2009
총페이지
ⅴ, 68 p.
키워드
음식물쓰레기,
혐기성 소화공정,
산 형성 미생물,
메탄 형성 미생물,
food wastes,
anaerobic digestion,
methanogenic bacteria,
acidogenic bacteria
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