Bio-drying 공정에서 이분해성 유기물 함량 및 송풍량의 변화가 건조현상에 미치는 영향 Influences of rapidly biodegradable organic content and air-flow rate on the removal of water content in bio-drying processes원문보기
1990년대 말, 유럽에서는 기존에 매립과 소각에만 의존한 생활폐기물 처리 방법을 탈피하고 폐기물로부터 에너지를 얻기 위한 대안으로 기계적·생물학적 전처리(MBT) 시설이 도입되어 현재 많이 상용화 되어 있으며, 국내에도 점차 도입되기 시작하였다. Bio-drying 공정은 MBT 시스템에 적용되는 생물학적 처리공정의 하나로 과잉공기를 공급하여 미생물의 유기물 분해에 필요한 산소 공급과 수분 증발을 촉진시키는 동시에 반응기 밖으로 수증기를 배출시켜 폐기물을 건조하는 기술로 폐기물 특성, 송풍, 식종, 교반 등의 운전인자에 영향을 받는다. 본 연구에서는 Bio-drying 공정에서 ...
1990년대 말, 유럽에서는 기존에 매립과 소각에만 의존한 생활폐기물 처리 방법을 탈피하고 폐기물로부터 에너지를 얻기 위한 대안으로 기계적·생물학적 전처리(MBT) 시설이 도입되어 현재 많이 상용화 되어 있으며, 국내에도 점차 도입되기 시작하였다. Bio-drying 공정은 MBT 시스템에 적용되는 생물학적 처리공정의 하나로 과잉공기를 공급하여 미생물의 유기물 분해에 필요한 산소 공급과 수분 증발을 촉진시키는 동시에 반응기 밖으로 수증기를 배출시켜 폐기물을 건조하는 기술로 폐기물 특성, 송풍, 식종, 교반 등의 운전인자에 영향을 받는다. 본 연구에서는 Bio-drying 공정에서 열원으로 이용되는 이분해성 유기물 함량 및 송풍량의 상호작용이 수분제거에 미치는 영향을 알아보고자 쉽게 분해될 수 있는 개사료를 이분해성 유기물로 이용하여 wood pellet과의 혼합시료 내 함량이 0, 25, 50, 75, 100% 일 때와 기존 문헌에서 본 실험에 이용된 혼합시료의 함수율과 유사한 범위에 적용한 결과를 참고하여 0.4, 0.7, 1.1 L/kgVS/min의 송풍량을 각각 공급해주어 총 13가지 조건의 회분식 column을 이용한 Lab-scale 실험을 진행하였다. 송풍량이 낮을 경우(0.4 L/kgVS/min) 반응기 내부 온도의 상승속도가 빨랐으며 장기간 고온이 유지되었고, 고온이 유지되는 기간은 유기물 함량이 낮을수록 짧았다. 이에 대한 열 수지 분석결과, 고온으로 유지될 수 있는 이유는 송풍량이 낮을수록 반응열의 축적이 더 많기 때문인 것으로 확인되었고, 유기물 함량이 높을수록 전체 손실 및 소비되는 열중에서 증발에 사용된 것보다 반응기 외벽을 통해 손실되는 비율이 증가하였기 때문에 상대적으로 낮은 수분 제거율을 보인 것으로 나타났다. 유기물 함량이 높을수록 건조속도가 감소하였는데 이는 생성되는 대사수의 양이 많고, 낮은 송풍량으로 인해 배출되는 수증기 양이 적어 건조속도가 감소하는 것으로 물질 수지 분석 결과 확인되었다. 송풍량이 높을 경우엔(0.7∼1.1 L/kgVS/min), 유기물 함량이 높을수록 반응기 내부 온도가 높게 유지되는 기간이 길었으나 송풍량이 낮을 때와 비교했을 때 그 기간은 짧은 정도에 해당된다. 이는 공급되는 송풍량이 높아 대류에 의한 증발이 활발히 일어나면서 반응기 내부에 열 축적이 줄어든 것으로 열 수지 분석 결과 확인되었다. 물질 수지 분석 결과를 통해 송풍량이 높을 때도 낮을 때와 마찬가지로 유기물 함량이 적을 때 대사수 생성이 적어 건조 속도가 높게 나타나는 것을 확인하였다. 또한 같은 기간 내에 건조 속도는 25% 일 때보다 50%일 때 더 높았는데, 열 수지 분석 결과 이는 발생되는 분해열량이 적으면 증발에 소비될 수 있는 양도 줄어들기 때문에 어느 정도 열원으로 이용될 수 있는 유기물 함량이 확보되어야 한다는 것을 나타낸다.
1990년대 말, 유럽에서는 기존에 매립과 소각에만 의존한 생활폐기물 처리 방법을 탈피하고 폐기물로부터 에너지를 얻기 위한 대안으로 기계적·생물학적 전처리(MBT) 시설이 도입되어 현재 많이 상용화 되어 있으며, 국내에도 점차 도입되기 시작하였다. Bio-drying 공정은 MBT 시스템에 적용되는 생물학적 처리공정의 하나로 과잉공기를 공급하여 미생물의 유기물 분해에 필요한 산소 공급과 수분 증발을 촉진시키는 동시에 반응기 밖으로 수증기를 배출시켜 폐기물을 건조하는 기술로 폐기물 특성, 송풍, 식종, 교반 등의 운전인자에 영향을 받는다. 본 연구에서는 Bio-drying 공정에서 열원으로 이용되는 이분해성 유기물 함량 및 송풍량의 상호작용이 수분제거에 미치는 영향을 알아보고자 쉽게 분해될 수 있는 개사료를 이분해성 유기물로 이용하여 wood pellet과의 혼합시료 내 함량이 0, 25, 50, 75, 100% 일 때와 기존 문헌에서 본 실험에 이용된 혼합시료의 함수율과 유사한 범위에 적용한 결과를 참고하여 0.4, 0.7, 1.1 L/kgVS/min의 송풍량을 각각 공급해주어 총 13가지 조건의 회분식 column을 이용한 Lab-scale 실험을 진행하였다. 송풍량이 낮을 경우(0.4 L/kgVS/min) 반응기 내부 온도의 상승속도가 빨랐으며 장기간 고온이 유지되었고, 고온이 유지되는 기간은 유기물 함량이 낮을수록 짧았다. 이에 대한 열 수지 분석결과, 고온으로 유지될 수 있는 이유는 송풍량이 낮을수록 반응열의 축적이 더 많기 때문인 것으로 확인되었고, 유기물 함량이 높을수록 전체 손실 및 소비되는 열중에서 증발에 사용된 것보다 반응기 외벽을 통해 손실되는 비율이 증가하였기 때문에 상대적으로 낮은 수분 제거율을 보인 것으로 나타났다. 유기물 함량이 높을수록 건조속도가 감소하였는데 이는 생성되는 대사수의 양이 많고, 낮은 송풍량으로 인해 배출되는 수증기 양이 적어 건조속도가 감소하는 것으로 물질 수지 분석 결과 확인되었다. 송풍량이 높을 경우엔(0.7∼1.1 L/kgVS/min), 유기물 함량이 높을수록 반응기 내부 온도가 높게 유지되는 기간이 길었으나 송풍량이 낮을 때와 비교했을 때 그 기간은 짧은 정도에 해당된다. 이는 공급되는 송풍량이 높아 대류에 의한 증발이 활발히 일어나면서 반응기 내부에 열 축적이 줄어든 것으로 열 수지 분석 결과 확인되었다. 물질 수지 분석 결과를 통해 송풍량이 높을 때도 낮을 때와 마찬가지로 유기물 함량이 적을 때 대사수 생성이 적어 건조 속도가 높게 나타나는 것을 확인하였다. 또한 같은 기간 내에 건조 속도는 25% 일 때보다 50%일 때 더 높았는데, 열 수지 분석 결과 이는 발생되는 분해열량이 적으면 증발에 소비될 수 있는 양도 줄어들기 때문에 어느 정도 열원으로 이용될 수 있는 유기물 함량이 확보되어야 한다는 것을 나타낸다.
In 1990s of Europe, the Landfill Directive (1999/31/EC) was established to set the strategy for decreasing the amount of biodegradable fraction included in final disposal and dependence on incineration and landfill. Among the alternatives to react to the directive, Mechanical Biological Treatment (M...
In 1990s of Europe, the Landfill Directive (1999/31/EC) was established to set the strategy for decreasing the amount of biodegradable fraction included in final disposal and dependence on incineration and landfill. Among the alternatives to react to the directive, Mechanical Biological Treatment (MBT) has risen as an eco-friend waste treatment system. Bio-drying, a kind of biological treatment applied to MBT system, is a variation of aerobic decomposition, used to dry and partially stabilize MSW in order to produce high quality of solid recovered fuel. In this work, interactive influence of rapidly biodegradable organic content represented by dog food mixed with wood pellet as 0, 25, 50, 75, 100% based on VS of mixed material that provided with aeration rate 0.4, 0.7, 1.1 L/kgVS/min, referred to other research conducted experiment with similar water content adjusted by 40.0%. In low flow reactors(0.4 L/kgVS/min), temperature of reactor rose up rapidly and maintained quite long. But, high water removal ratio was observed in filled with lower organic content reactor which the period for maintaining the temperature was shorter. Heat balance indicated that most of generated heat, proportional to the organic content is consumed to maintain the temperature inside or as heat loss via conduction rather for removing water. Additionally, the more organic content was degraded, the more metabolic water was generated and included in material. In high flow reactors(0.7-1.1 L/kgVS/min), inside temperature of reactor was higher as the increasing in quantity of organic content but it was shorter than low flow reactor. This is verified as the result of heat balance that due to high aeration rate caused active evaporation of water and less heat accumulated in reactor. As a result of established heat and mass balance, even though maintaining the highest temperature, it affects by metabolic water and the heat loss via conduction. Meanwhile, the water removal ratio was high when the organic content was 50% than 25%. It is important to secure a certain degree of generated heat that can be used for water removal.
In 1990s of Europe, the Landfill Directive (1999/31/EC) was established to set the strategy for decreasing the amount of biodegradable fraction included in final disposal and dependence on incineration and landfill. Among the alternatives to react to the directive, Mechanical Biological Treatment (MBT) has risen as an eco-friend waste treatment system. Bio-drying, a kind of biological treatment applied to MBT system, is a variation of aerobic decomposition, used to dry and partially stabilize MSW in order to produce high quality of solid recovered fuel. In this work, interactive influence of rapidly biodegradable organic content represented by dog food mixed with wood pellet as 0, 25, 50, 75, 100% based on VS of mixed material that provided with aeration rate 0.4, 0.7, 1.1 L/kgVS/min, referred to other research conducted experiment with similar water content adjusted by 40.0%. In low flow reactors(0.4 L/kgVS/min), temperature of reactor rose up rapidly and maintained quite long. But, high water removal ratio was observed in filled with lower organic content reactor which the period for maintaining the temperature was shorter. Heat balance indicated that most of generated heat, proportional to the organic content is consumed to maintain the temperature inside or as heat loss via conduction rather for removing water. Additionally, the more organic content was degraded, the more metabolic water was generated and included in material. In high flow reactors(0.7-1.1 L/kgVS/min), inside temperature of reactor was higher as the increasing in quantity of organic content but it was shorter than low flow reactor. This is verified as the result of heat balance that due to high aeration rate caused active evaporation of water and less heat accumulated in reactor. As a result of established heat and mass balance, even though maintaining the highest temperature, it affects by metabolic water and the heat loss via conduction. Meanwhile, the water removal ratio was high when the organic content was 50% than 25%. It is important to secure a certain degree of generated heat that can be used for water removal.
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