호기성분해 산화열을 가온용에너지로 이용하는 혐기성소화 시스템 성능평가 Evaluation of the system using aerobic oxidation fermented heat as the heating energy for an anaerobic digestion tank원문보기
우리나라는 사계절의 영향을 받는 국가로서 혐기성소화조 운영시 중요한 인자인 소화온도 유지를 위하여 가온이 필요한 실정이다. 일반적으로 우리나라에서는 중온소화를 이용한 혐기소화가 이루어지고 있으며 에너지화 시설의 운영비 중 약 30%를 가온을 위한 에너지로 소비하고 있어 가온을 위한 설비가 부담이 되고 있다. 에너지화 시설의 대형화, 중온 및 고온소화온도 유지를 위한 가온에너지 활용 등의 문제들로 인해 우리나라의 에너지화 시설의 발전이 미비한 것으로 생각된다. 이러한 문제점들을 해결하고 우리나라 환경에 적합한 에너지화 시설을 도입하고 ...
우리나라는 사계절의 영향을 받는 국가로서 혐기성소화조 운영시 중요한 인자인 소화온도 유지를 위하여 가온이 필요한 실정이다. 일반적으로 우리나라에서는 중온소화를 이용한 혐기소화가 이루어지고 있으며 에너지화 시설의 운영비 중 약 30%를 가온을 위한 에너지로 소비하고 있어 가온을 위한 설비가 부담이 되고 있다. 에너지화 시설의 대형화, 중온 및 고온소화온도 유지를 위한 가온에너지 활용 등의 문제들로 인해 우리나라의 에너지화 시설의 발전이 미비한 것으로 생각된다. 이러한 문제점들을 해결하고 우리나라 환경에 적합한 에너지화 시설을 도입하고 신재생에너지의 활용률을 증가시키기 위하여 대형화 시설을 소형화하여 적용가능한 지역의 확대하며 적용대상 지역에서 발생한 유기성 폐자원을 이용하여 외부의 유기물 반입 없이 유기성 폐자원의 처리 및 에너지 생산이 가능하도록 함이 필요하다. 혐기성소화 온도유지를 위한 기존의 온수 및 전기 코일 등의 방법을 탈피한 새로운 기술 도입이 필요하며, 그 한 가지 방법으로 호기성분해 산화열을 혐기성소화조에 전달하는 방법을 이용하여 본 연구에서는 호기성분해 산화열을 가온용에너지로 이용하여 혐기성소화조를 가온하는 혐기성소화시스템을 이용하여 유기성폐기물의 효과적인 처리 및 에너지화를 위해 돈분뇨와 음식물류 폐기물의 전처리를 통해 병합처리하여 대체 에너지를 생산하는 혐기성소화 Pilot Plant의 바이오가스 생산 특성을 검토하여 시스템의 성능을 평가 하고자 한다. 퇴비화와 혐기성소화를 통한 유기성 폐기물의 처리는 환경부하가 낮고 무엇보다 유기성 폐기물의 처리를 통한 발효 및 소화 잔재물의 활용과 에너지화라는 개념에서 유효 경제성 및 폐기물의 적정 처리에 따른 환경부하 저감 측면에서 자원화 가치가 큰 기술들이라 할 수 있다. 음식물류 폐기물과 돈분뇨와 같은 고농도 유기성 폐기물의 물리적 특성과 더불어 사회적인 분위기 즉, 매립과 소각에 대한 한계성이 부각되고 있기 때문에 자원화를 통한 친환경적인 처리 방법에 대한 관심과 연구가 활발히 이루어지고 있는 현실 등을 감안한다면 음식물류 폐기물과 돈분뇨의 혐기성소화에 대한 가치는 매우 크다. 본 연구에서는 이러한 혐기성소화조 운영상 한계점을 해결함에 동시에 유기성 폐기물의 자원화와 처리까지 가능한 Pilot Plant를 제작하여 최적운전 조건을 도출을 통해 공정 설계에 필요한 기초자료 제공에 그 목적을 두었으며, 시스템 운영 인자들 즉, HRT, 투입원료 함량 등의 최적인자를 도출하여 그 성능을 평가하기 위하여 실험을 수행하였다. 음식물류 폐기물과 돈분뇨를 이용하는 혐기성소화 공정의 최적인자 도출을 통한 혐기성소화 시스템에 대한 성능평가를 위하여 혐기성소화반응 전·후의 원료 및 처리수와 발생 가스의 성상분석 그리고 시스템 운영인자에 초점을 두었다. 또한 본 연구에서 사용된 Pilot Plant의 최적 운전 인자에 대한 도출이 목적이기 때문에 공정의 운전조건(음식물류 폐기물 함량, 호기성발효조 산소공급, 체류시간 등)에 변화를 주면서 실험을 수행하였다.
우리나라는 사계절의 영향을 받는 국가로서 혐기성소화조 운영시 중요한 인자인 소화온도 유지를 위하여 가온이 필요한 실정이다. 일반적으로 우리나라에서는 중온소화를 이용한 혐기소화가 이루어지고 있으며 에너지화 시설의 운영비 중 약 30%를 가온을 위한 에너지로 소비하고 있어 가온을 위한 설비가 부담이 되고 있다. 에너지화 시설의 대형화, 중온 및 고온소화온도 유지를 위한 가온에너지 활용 등의 문제들로 인해 우리나라의 에너지화 시설의 발전이 미비한 것으로 생각된다. 이러한 문제점들을 해결하고 우리나라 환경에 적합한 에너지화 시설을 도입하고 신재생에너지의 활용률을 증가시키기 위하여 대형화 시설을 소형화하여 적용가능한 지역의 확대하며 적용대상 지역에서 발생한 유기성 폐자원을 이용하여 외부의 유기물 반입 없이 유기성 폐자원의 처리 및 에너지 생산이 가능하도록 함이 필요하다. 혐기성소화 온도유지를 위한 기존의 온수 및 전기 코일 등의 방법을 탈피한 새로운 기술 도입이 필요하며, 그 한 가지 방법으로 호기성분해 산화열을 혐기성소화조에 전달하는 방법을 이용하여 본 연구에서는 호기성분해 산화열을 가온용에너지로 이용하여 혐기성소화조를 가온하는 혐기성소화시스템을 이용하여 유기성폐기물의 효과적인 처리 및 에너지화를 위해 돈분뇨와 음식물류 폐기물의 전처리를 통해 병합처리하여 대체 에너지를 생산하는 혐기성소화 Pilot Plant의 바이오가스 생산 특성을 검토하여 시스템의 성능을 평가 하고자 한다. 퇴비화와 혐기성소화를 통한 유기성 폐기물의 처리는 환경부하가 낮고 무엇보다 유기성 폐기물의 처리를 통한 발효 및 소화 잔재물의 활용과 에너지화라는 개념에서 유효 경제성 및 폐기물의 적정 처리에 따른 환경부하 저감 측면에서 자원화 가치가 큰 기술들이라 할 수 있다. 음식물류 폐기물과 돈분뇨와 같은 고농도 유기성 폐기물의 물리적 특성과 더불어 사회적인 분위기 즉, 매립과 소각에 대한 한계성이 부각되고 있기 때문에 자원화를 통한 친환경적인 처리 방법에 대한 관심과 연구가 활발히 이루어지고 있는 현실 등을 감안한다면 음식물류 폐기물과 돈분뇨의 혐기성소화에 대한 가치는 매우 크다. 본 연구에서는 이러한 혐기성소화조 운영상 한계점을 해결함에 동시에 유기성 폐기물의 자원화와 처리까지 가능한 Pilot Plant를 제작하여 최적운전 조건을 도출을 통해 공정 설계에 필요한 기초자료 제공에 그 목적을 두었으며, 시스템 운영 인자들 즉, HRT, 투입원료 함량 등의 최적인자를 도출하여 그 성능을 평가하기 위하여 실험을 수행하였다. 음식물류 폐기물과 돈분뇨를 이용하는 혐기성소화 공정의 최적인자 도출을 통한 혐기성소화 시스템에 대한 성능평가를 위하여 혐기성소화반응 전·후의 원료 및 처리수와 발생 가스의 성상분석 그리고 시스템 운영인자에 초점을 두었다. 또한 본 연구에서 사용된 Pilot Plant의 최적 운전 인자에 대한 도출이 목적이기 때문에 공정의 운전조건(음식물류 폐기물 함량, 호기성발효조 산소공급, 체류시간 등)에 변화를 주면서 실험을 수행하였다.
Abstract Evaluation of the system using aerobic oxidation fermented heat as the heating energy for an anaerobic digestion tank Choi, Woo Seok (Supervisor Phae, Chae Gun) Dept. of Environmental Engineering The Graduate School of Seoul National University of Science and Technology In this study, to in...
Abstract Evaluation of the system using aerobic oxidation fermented heat as the heating energy for an anaerobic digestion tank Choi, Woo Seok (Supervisor Phae, Chae Gun) Dept. of Environmental Engineering The Graduate School of Seoul National University of Science and Technology In this study, to introduce a new technology using aerobic oxidation fermented heat as the heating energy for an anaerobic digestion tank, going beyond the conventional hot water and electric coil methods for maintaining temperature, a small-scale anaerobic digestion system that applies a digestion tank heating method that indirectly transmits aerobic decomposition fermented heat to the anaerobic digestion tank was developed. The performance of anaerobic digestion system was evaluated by reviewing the biogas production characteristics of an anaerobic digestion pilot plant that produces alternate energy by applying an anaerobic process through the preprocessing of pig night soil and food wastes for effective processing of organic wastes and the generation of energy from it. The fermented heat distribution of the aerobic fermentation tank was 48.09~54.53℃ (51.30℃ on average) which was very high fermented heat generation efficiency. The possibility of maintaining an anaerobic digestion tank at 30℃ or higher with no external heating through the heating effect of the aerobic oxidation fermented heat was confirmed. Furthermore, the greenhouse effect through the system housing enabled the maintenance of temperature of the anaerobic digestion tank. The supply of raw materials to the anaerobic digestion tank was divided into 4 cases consisting of 4 kg, 8 kg, 10 kg, and 0 kg for food wastes with 20 L of pig night soil.
Abstract Evaluation of the system using aerobic oxidation fermented heat as the heating energy for an anaerobic digestion tank Choi, Woo Seok (Supervisor Phae, Chae Gun) Dept. of Environmental Engineering The Graduate School of Seoul National University of Science and Technology In this study, to introduce a new technology using aerobic oxidation fermented heat as the heating energy for an anaerobic digestion tank, going beyond the conventional hot water and electric coil methods for maintaining temperature, a small-scale anaerobic digestion system that applies a digestion tank heating method that indirectly transmits aerobic decomposition fermented heat to the anaerobic digestion tank was developed. The performance of anaerobic digestion system was evaluated by reviewing the biogas production characteristics of an anaerobic digestion pilot plant that produces alternate energy by applying an anaerobic process through the preprocessing of pig night soil and food wastes for effective processing of organic wastes and the generation of energy from it. The fermented heat distribution of the aerobic fermentation tank was 48.09~54.53℃ (51.30℃ on average) which was very high fermented heat generation efficiency. The possibility of maintaining an anaerobic digestion tank at 30℃ or higher with no external heating through the heating effect of the aerobic oxidation fermented heat was confirmed. Furthermore, the greenhouse effect through the system housing enabled the maintenance of temperature of the anaerobic digestion tank. The supply of raw materials to the anaerobic digestion tank was divided into 4 cases consisting of 4 kg, 8 kg, 10 kg, and 0 kg for food wastes with 20 L of pig night soil.
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