Bio-drying 공정은 생물학적 건조 공정으로서 mechanical-biological treatment(MBT) 시설에서 폐기물의 수분함량을 감소시켜 생분해성 폐기물의 매립량을 감소시키고 solid recovered fuel(SRF)의 에너지 함량을 높인다. Bio-drying 공정에서 건조 현상은 공급된 공기에 의해 직접적으로 수분이 제거되어 일어나고, 폐기물 내 호기성 미생물의 대사발생열로 상승된 높은 온도로 촉진된다. 본 논문에서는 초기 수분함량(30, 40, 50과 60%, 습기준)과 송풍량(0.3 ~ 3.1 L min-1 kg-1―VS, 초기 수분함량에 따라 상이)을 인자로 설정하였고, 두 인자가 반응기 내부 온도, ...
Bio-drying 공정은 생물학적 건조 공정으로서 mechanical-biological treatment(MBT) 시설에서 폐기물의 수분함량을 감소시켜 생분해성 폐기물의 매립량을 감소시키고 solid recovered fuel(SRF)의 에너지 함량을 높인다. Bio-drying 공정에서 건조 현상은 공급된 공기에 의해 직접적으로 수분이 제거되어 일어나고, 폐기물 내 호기성 미생물의 대사발생열로 상승된 높은 온도로 촉진된다. 본 논문에서는 초기 수분함량(30, 40, 50과 60%, 습기준)과 송풍량(0.3 ~ 3.1 L min-1 kg-1―VS, 초기 수분함량에 따라 상이)을 인자로 설정하였고, 두 인자가 반응기 내부 온도, CO2 발생속도(g kg-1―VS day-1), 유기물손실속도(g kg-1―VS day-1)와 수분제거속도(g kg-1―water day-1)에 미치는 영향을 비교하였다. 이를 설명하기 위해 Mass balance와 Heat balance를 수립하였다. 그 결과, 초기 수분함량이 높을수록 반응기 내부 온도의 최대값과 CO2 발생속도의 최대값이 높아져 미생물의 활동이 활발해짐을 확인했다. 이에 따라 누적유기물손실속도의 최대값은 커졌지만 수분초기량 대비 대사수의 양의 비가 커져 누적수분제거속도의 최대값은 작아졌다. 이는 온도가 상승하는 만큼 전체 손실열 중 전도손실열과 대류손실열의 비율이 커지고 대사발생열 대비 증발손실열의 비가 작아진 것으로 보아 미생물의 활동에 비해 건조 효율은 한계가 있음을 나타낸다. 송풍량이 높을수록 반응기 내부 온도의 최대값과 CO2 발생속도의 최대값은 낮아져 미생물의 활동이 억제됨을 확인했다. 이에 따라 누적유기물손실속도의 최대값은 작아졌지만 수분초기량 대비 공기로 직접적으로 제거되는 수분의 양의 비가 커져 누적수분제거속도의 최대값은 커졌다. 이는 내부에 축적되는 열의 양이 적어지고 대사발생열 대비 증발손실열의 비가 커진 것으로 보아 공기에 의한 직접적인 건조 현상이 주로 일어났음을 의미한다. 위 연구 결과에 따르면 누적유기물손실속도의 최대값은 초기 수분함량과 송풍량이 낮을수록 작아지는 경향을 나타냈고 누적수분제거속도의 최대값은 초기 수분함량이 낮을수록 혹은 송풍량이 높을수록 커지는 경향을 나타냈다. 따라서 건조 효율을 높이려면 폐기물의 초기 수분함량이 낮고 송풍량은 높아야 한다. 하지만 미생물의 활동으로 건조 현상을 유도하기 위해서는 누적유기물손실속도도 고려해야하기 때문에 송풍량을 높이는 데는 한계가 있다.
Bio-drying 공정은 생물학적 건조 공정으로서 mechanical-biological treatment(MBT) 시설에서 폐기물의 수분함량을 감소시켜 생분해성 폐기물의 매립량을 감소시키고 solid recovered fuel(SRF)의 에너지 함량을 높인다. Bio-drying 공정에서 건조 현상은 공급된 공기에 의해 직접적으로 수분이 제거되어 일어나고, 폐기물 내 호기성 미생물의 대사발생열로 상승된 높은 온도로 촉진된다. 본 논문에서는 초기 수분함량(30, 40, 50과 60%, 습기준)과 송풍량(0.3 ~ 3.1 L min-1 kg-1―VS, 초기 수분함량에 따라 상이)을 인자로 설정하였고, 두 인자가 반응기 내부 온도, CO2 발생속도(g kg-1―VS day-1), 유기물손실속도(g kg-1―VS day-1)와 수분제거속도(g kg-1―water day-1)에 미치는 영향을 비교하였다. 이를 설명하기 위해 Mass balance와 Heat balance를 수립하였다. 그 결과, 초기 수분함량이 높을수록 반응기 내부 온도의 최대값과 CO2 발생속도의 최대값이 높아져 미생물의 활동이 활발해짐을 확인했다. 이에 따라 누적유기물손실속도의 최대값은 커졌지만 수분초기량 대비 대사수의 양의 비가 커져 누적수분제거속도의 최대값은 작아졌다. 이는 온도가 상승하는 만큼 전체 손실열 중 전도손실열과 대류손실열의 비율이 커지고 대사발생열 대비 증발손실열의 비가 작아진 것으로 보아 미생물의 활동에 비해 건조 효율은 한계가 있음을 나타낸다. 송풍량이 높을수록 반응기 내부 온도의 최대값과 CO2 발생속도의 최대값은 낮아져 미생물의 활동이 억제됨을 확인했다. 이에 따라 누적유기물손실속도의 최대값은 작아졌지만 수분초기량 대비 공기로 직접적으로 제거되는 수분의 양의 비가 커져 누적수분제거속도의 최대값은 커졌다. 이는 내부에 축적되는 열의 양이 적어지고 대사발생열 대비 증발손실열의 비가 커진 것으로 보아 공기에 의한 직접적인 건조 현상이 주로 일어났음을 의미한다. 위 연구 결과에 따르면 누적유기물손실속도의 최대값은 초기 수분함량과 송풍량이 낮을수록 작아지는 경향을 나타냈고 누적수분제거속도의 최대값은 초기 수분함량이 낮을수록 혹은 송풍량이 높을수록 커지는 경향을 나타냈다. 따라서 건조 효율을 높이려면 폐기물의 초기 수분함량이 낮고 송풍량은 높아야 한다. 하지만 미생물의 활동으로 건조 현상을 유도하기 위해서는 누적유기물손실속도도 고려해야하기 때문에 송풍량을 높이는 데는 한계가 있다.
Bio-drying is a biologically drying treatment, which can reduce the waste landfill and enhance the lower heating value of solid refused fuel(SRF) higher by removing water of waste in mechanical-biological treatment(MBT) system. In this process, the drying phenomenon occurs due to the water removal d...
Bio-drying is a biologically drying treatment, which can reduce the waste landfill and enhance the lower heating value of solid refused fuel(SRF) higher by removing water of waste in mechanical-biological treatment(MBT) system. In this process, the drying phenomenon occurs due to the water removal directly by high air-flow rate, and is promoted by high temperature caused by heat from bio-degradation. In this paper, initial moisture contents are 30, 40, 50 and 60% and air-flow rate is set up differently according to initial moisture contents. This paper aims to investigate the effect of two factors on airspace temperature, CO2 generation rate(g kg-1―VS day-1), volatile solid loss rate(g kg-1―VS day-1) and water removal rate(g kg-1―water day-1). Mass balance and heat balance is established for this analysis. As initial moisture content increases, the maximum value of airspace temperature and the maximum value of CO2 generation rate also increased, which means the microbic activity is active. Accordingly, the maximum of cumulative volatile solid loss rate is higher, but the maximum of cumulative water removal rate is lower because the ratio of bio-generated water to initial water is higher. This appears that the drying efficiency has limits as the proportion of conduction and convection heat loss to total heat loss is higher, while the ratio of heat for evaporation to heat from biodegradation is lower. As air-flow rate increases, the maximum value of airspace temperature and the maximum value of CO2 generation rate decreased, which means the microbic activity is controlled. Accordingly, the maximum of cumulative volatile solid loss rate is lower, but the maximum of cumulative water removal rate is higher because the ratio of outlet water to initial water is higher. This appears that the drying phenomenon occurs directly by high air-flow rate as the heat accumulation in a reactor decreases and the ratio of heat for evaporation to heat from biodegradation is higher. In conclusion, the maximum of cumulative volatile solid loss rate is lower as initial moisture content and air-flow rate is lower. The maximum of cumulative water removal rate is higher as initial moisture content is lower or air-flow rate is higher. Therefore, initial moisture content has to be lower and air-flow rate has to be higher for high drying efficiency. However, the air-flow rate has maximum limit for bio-drying process promoted by microbic activity.
Bio-drying is a biologically drying treatment, which can reduce the waste landfill and enhance the lower heating value of solid refused fuel(SRF) higher by removing water of waste in mechanical-biological treatment(MBT) system. In this process, the drying phenomenon occurs due to the water removal directly by high air-flow rate, and is promoted by high temperature caused by heat from bio-degradation. In this paper, initial moisture contents are 30, 40, 50 and 60% and air-flow rate is set up differently according to initial moisture contents. This paper aims to investigate the effect of two factors on airspace temperature, CO2 generation rate(g kg-1―VS day-1), volatile solid loss rate(g kg-1―VS day-1) and water removal rate(g kg-1―water day-1). Mass balance and heat balance is established for this analysis. As initial moisture content increases, the maximum value of airspace temperature and the maximum value of CO2 generation rate also increased, which means the microbic activity is active. Accordingly, the maximum of cumulative volatile solid loss rate is higher, but the maximum of cumulative water removal rate is lower because the ratio of bio-generated water to initial water is higher. This appears that the drying efficiency has limits as the proportion of conduction and convection heat loss to total heat loss is higher, while the ratio of heat for evaporation to heat from biodegradation is lower. As air-flow rate increases, the maximum value of airspace temperature and the maximum value of CO2 generation rate decreased, which means the microbic activity is controlled. Accordingly, the maximum of cumulative volatile solid loss rate is lower, but the maximum of cumulative water removal rate is higher because the ratio of outlet water to initial water is higher. This appears that the drying phenomenon occurs directly by high air-flow rate as the heat accumulation in a reactor decreases and the ratio of heat for evaporation to heat from biodegradation is higher. In conclusion, the maximum of cumulative volatile solid loss rate is lower as initial moisture content and air-flow rate is lower. The maximum of cumulative water removal rate is higher as initial moisture content is lower or air-flow rate is higher. Therefore, initial moisture content has to be lower and air-flow rate has to be higher for high drying efficiency. However, the air-flow rate has maximum limit for bio-drying process promoted by microbic activity.
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