본 연구에서는 국내 혐기성소화 공정의 낮은 소화효율을 향상시키고자 하수종말처리시설에 설치되어 운영되고 있는 혐기성소화 공정의 개선 및 슬러지 가용화 설비의 적용을 통하여 하수슬러지 혐기성소화 시설의 소화효율 개선과 발생된 소화가스의 활용방안에 대한 연구를 수행하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 소화조로 유입된 슬러지량은 계절적인 원인으로 생농축 슬러지는 평균 127 ㎥/일 이며, 잉여농축 슬러지는 평균 51 ㎥/일로 설계치 대비 생농축 슬러지는 평균 48.1 %이며, 잉여농축 슬러지는 58 %만 유입되었다. 유입슬러지의 농도는 생농축 슬러지 ...
본 연구에서는 국내 혐기성소화 공정의 낮은 소화효율을 향상시키고자 하수종말처리시설에 설치되어 운영되고 있는 혐기성소화 공정의 개선 및 슬러지 가용화 설비의 적용을 통하여 하수슬러지 혐기성소화 시설의 소화효율 개선과 발생된 소화가스의 활용방안에 대한 연구를 수행하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 소화조로 유입된 슬러지량은 계절적인 원인으로 생농축 슬러지는 평균 127 ㎥/일 이며, 잉여농축 슬러지는 평균 51 ㎥/일로 설계치 대비 생농축 슬러지는 평균 48.1 %이며, 잉여농축 슬러지는 58 %만 유입되었다. 유입슬러지의 농도는 생농축 슬러지 TS 평균 81.8 %, VS 평균 104.5 %, 잉여농축 슬러지 TS 평균 94 %, VS 평균 111.4 %로 나타났다. 2. 슬러지 가용화 설비의 정상적인 운전은 원심농축기의 농축효율 및 농축 농도에 크게 영향을 받으며, 원심농축기의 농축 농도가 TS 4 %이상이 되어야 가용화 설비에서도 4 %정도 유지하는 것으로 보였다. 가용화 설비의 전·후단에서 슬러지의 농도는 큰 차이가 없으며, SCOD의 변화만 있으므로 SCOD의 농도가 클수록 혐기성 소화효율이 향상되는 것으로 판단되었다. 슬러지 가용화 설비의 효율증대를 위해서 슬러지의 농도는 4 %이상 유지하고, 초음파 조사율을 최대 100 %, 최하 50 %이상 유지하는 것이 효과적임을 알 수 있었다. 3. 소화조 온도는 35 ℃이상 일 때 최적의 결과를 보였으며, 38 ℃ 이상인 경우에는 소화조의 스컴이 발생하는 경향이 나타나서 소화조 온도가 35 ～ 37 ℃ 일 때 최적의 소화 효율을 보이는 것으로 나타났다. 가온방식은 직접가온 방식보다 간접가온 방식이 열전달 효율 및 유지가 높은 것으로 나타났다. 4. 소화조 운영결과 최적 pH 조건은 7.0 ～ 7.4 정도인 것으로 나타났으며, pH가 감소되면 소화조에 이상 원인이 발생하여 유입슬러지의 pH나 소화조 내부 운전인자들을 점검하여야 하는 것으로 나타났다. 5. 안정적인 소화조 운영을 위한 유기산 농도의 적정수치는 100 ～ 400 ppm정도이며, 알칼리도는 최소 2,000 ppm 이상은 되어야 하며, 3,000 ppm 이상인 경우 안정적으로 운전이 가능한 것으로 나타났다. 6. 소화가스의 성분은 안정화된 경우 CH4 55 %, CO2 30 % 이상 유지하고 있으며 O2는 0%로 나타났다. 발생된 소화가스를 정제할 때 유입되는 CH4 농도가 60 % 이상인 경우 안정적인 정제농도를 보였으며, 65 % 이상인 경우에는 97 % 이상의 고순도 CH4이 정제되는 결과를 얻었다. 55 %에서도 95 %정도의 정제농도가 검출되지만 안정적인 운전을 위해서는 소화조에서 발생되는 CH4농도가 60 % 이상 유지하는 것이 좋다는 결과를 얻었다. 본 연구 결과 혐기성소화 공정의 개선 및 슬러지 가용화 설비를 적용할 경우 혐기성 소화 효율이 향상되어 슬러지 감량화에 효과적임을 확인할 수 있었으며, 향후 혐기성 소화공정의 효율 개선을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구에서는 국내 혐기성소화 공정의 낮은 소화효율을 향상시키고자 하수종말처리시설에 설치되어 운영되고 있는 혐기성소화 공정의 개선 및 슬러지 가용화 설비의 적용을 통하여 하수슬러지 혐기성소화 시설의 소화효율 개선과 발생된 소화가스의 활용방안에 대한 연구를 수행하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 소화조로 유입된 슬러지량은 계절적인 원인으로 생농축 슬러지는 평균 127 ㎥/일 이며, 잉여농축 슬러지는 평균 51 ㎥/일로 설계치 대비 생농축 슬러지는 평균 48.1 %이며, 잉여농축 슬러지는 58 %만 유입되었다. 유입슬러지의 농도는 생농축 슬러지 TS 평균 81.8 %, VS 평균 104.5 %, 잉여농축 슬러지 TS 평균 94 %, VS 평균 111.4 %로 나타났다. 2. 슬러지 가용화 설비의 정상적인 운전은 원심농축기의 농축효율 및 농축 농도에 크게 영향을 받으며, 원심농축기의 농축 농도가 TS 4 %이상이 되어야 가용화 설비에서도 4 %정도 유지하는 것으로 보였다. 가용화 설비의 전·후단에서 슬러지의 농도는 큰 차이가 없으며, SCOD의 변화만 있으므로 SCOD의 농도가 클수록 혐기성 소화효율이 향상되는 것으로 판단되었다. 슬러지 가용화 설비의 효율증대를 위해서 슬러지의 농도는 4 %이상 유지하고, 초음파 조사율을 최대 100 %, 최하 50 %이상 유지하는 것이 효과적임을 알 수 있었다. 3. 소화조 온도는 35 ℃이상 일 때 최적의 결과를 보였으며, 38 ℃ 이상인 경우에는 소화조의 스컴이 발생하는 경향이 나타나서 소화조 온도가 35 ～ 37 ℃ 일 때 최적의 소화 효율을 보이는 것으로 나타났다. 가온방식은 직접가온 방식보다 간접가온 방식이 열전달 효율 및 유지가 높은 것으로 나타났다. 4. 소화조 운영결과 최적 pH 조건은 7.0 ～ 7.4 정도인 것으로 나타났으며, pH가 감소되면 소화조에 이상 원인이 발생하여 유입슬러지의 pH나 소화조 내부 운전인자들을 점검하여야 하는 것으로 나타났다. 5. 안정적인 소화조 운영을 위한 유기산 농도의 적정수치는 100 ～ 400 ppm정도이며, 알칼리도는 최소 2,000 ppm 이상은 되어야 하며, 3,000 ppm 이상인 경우 안정적으로 운전이 가능한 것으로 나타났다. 6. 소화가스의 성분은 안정화된 경우 CH4 55 %, CO2 30 % 이상 유지하고 있으며 O2는 0%로 나타났다. 발생된 소화가스를 정제할 때 유입되는 CH4 농도가 60 % 이상인 경우 안정적인 정제농도를 보였으며, 65 % 이상인 경우에는 97 % 이상의 고순도 CH4이 정제되는 결과를 얻었다. 55 %에서도 95 %정도의 정제농도가 검출되지만 안정적인 운전을 위해서는 소화조에서 발생되는 CH4농도가 60 % 이상 유지하는 것이 좋다는 결과를 얻었다. 본 연구 결과 혐기성소화 공정의 개선 및 슬러지 가용화 설비를 적용할 경우 혐기성 소화 효율이 향상되어 슬러지 감량화에 효과적임을 확인할 수 있었으며, 향후 혐기성 소화공정의 효율 개선을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
The problem of domestic anaerobic digestion operating in the domestic is low digestion efficiency. Reasons of the problem would be operating digester factors of low organic matters input, low temperature, low mixing efficiency in digestion tank, refractory excess sludge etc. . In this study, co...
The problem of domestic anaerobic digestion operating in the domestic is low digestion efficiency. Reasons of the problem would be operating digester factors of low organic matters input, low temperature, low mixing efficiency in digestion tank, refractory excess sludge etc. . In this study, conduct research for the improvement of the sludge digestion efficiency, through the improvement of the anaerobic digestion process and the application of the sludge solubilization equipment, and the utilization of digestive gases generated. During the study period, the average amount of sludge inflow into the digester was 127 ㎥/day, and the average amount of excess sludge was 51 ㎥/day. Also, compared with the design basis, the average concentration of sludge was TS 81.8 %, VS 104.5 %, and excess sludge was TS 94 %, VS 111.4 %. The best digestive efficiency results are shown when the digestion temperature was 35 ～ 37 ℃, when pH was 7.0 ～ 7.4, when Organic acid concentration was 100 ～ 400 ppm, when Alkalinity is greater than 3,000 ppm. Sludge solubilization equipment, when operating high TS concentrations (4 ～ 5 %), enough ultrasonic irradiation rate (over 50 %) and with sufficient agitation, was found to exert a stable digestion efficiency by destroying cells of the sludge. When digestion gas purification device on the incoming CH4 concentration over 60 %, showed stable purification efficiency. In addition, if the influent concentration greater than 65 % was purified to be more than 97 % of high-purity methane(CH4). This results are satisfied in the national quality standards for transportation fuels.
The problem of domestic anaerobic digestion operating in the domestic is low digestion efficiency. Reasons of the problem would be operating digester factors of low organic matters input, low temperature, low mixing efficiency in digestion tank, refractory excess sludge etc. . In this study, conduct research for the improvement of the sludge digestion efficiency, through the improvement of the anaerobic digestion process and the application of the sludge solubilization equipment, and the utilization of digestive gases generated. During the study period, the average amount of sludge inflow into the digester was 127 ㎥/day, and the average amount of excess sludge was 51 ㎥/day. Also, compared with the design basis, the average concentration of sludge was TS 81.8 %, VS 104.5 %, and excess sludge was TS 94 %, VS 111.4 %. The best digestive efficiency results are shown when the digestion temperature was 35 ～ 37 ℃, when pH was 7.0 ～ 7.4, when Organic acid concentration was 100 ～ 400 ppm, when Alkalinity is greater than 3,000 ppm. Sludge solubilization equipment, when operating high TS concentrations (4 ～ 5 %), enough ultrasonic irradiation rate (over 50 %) and with sufficient agitation, was found to exert a stable digestion efficiency by destroying cells of the sludge. When digestion gas purification device on the incoming CH4 concentration over 60 %, showed stable purification efficiency. In addition, if the influent concentration greater than 65 % was purified to be more than 97 % of high-purity methane(CH4). This results are satisfied in the national quality standards for transportation fuels.
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