[학위논문]혐기소화공정 최적화를 위한 증발농축과 고온 2상 혐기 소화 복합파일럿 공정 실증에 관한 연구 A Study on Evaporation Concentration Process and High Temperature Two-Phase Anaerobic Digestion Combined Pilot Process for Optimization of Anaerobic Digestion Process원문보기
혐기소화공정 최적화를 위한 증발농축과 고온 2상 혐기 소화 복합파일럿 공정 실증에 관한 연구
본 연구에서는 혐기 소화 공정의 최적화를 위해 증발농축공정과 고온 2상 혐기성 소화공정을 조합하여 새로운 고효율 유기성폐기물 자원화 공정 개발과 동시에 에너지 자립화를 이룰 수 있는 공정을 도출하고자 연구를 진행 하였다. 유기성폐기물은 유기물 함량이 40%에 달하는 잠재적 에너지로서 에너지화를 이루기 위해 혐기성 소화 공정을 구축하고 혐기성 소화 공정의 효율 증대를 위해 증발농축공정을 조합하였다. 증발농축공정은 유기성 폐기물을 85%이상 농축함으로서 감량화를 이룰 수 있었으며 증발농축공정 특성상 연속적인 증발에 필요한 ...
혐기소화공정 최적화를 위한 증발농축과 고온 2상 혐기 소화 복합파일럿 공정 실증에 관한 연구
본 연구에서는 혐기 소화 공정의 최적화를 위해 증발농축공정과 고온 2상 혐기성 소화공정을 조합하여 새로운 고효율 유기성폐기물 자원화 공정 개발과 동시에 에너지 자립화를 이룰 수 있는 공정을 도출하고자 연구를 진행 하였다. 유기성폐기물은 유기물 함량이 40%에 달하는 잠재적 에너지로서 에너지화를 이루기 위해 혐기성 소화 공정을 구축하고 혐기성 소화 공정의 효율 증대를 위해 증발농축공정을 조합하였다. 증발농축공정은 유기성 폐기물을 85%이상 농축함으로서 감량화를 이룰 수 있었으며 증발농축공정 특성상 연속적인 증발에 필요한 열에너지를 공급받기위해 열 교환함으로서 열적 가용화를 이룰 수 있을 것으로 판단하였고 열에너지의 지속적 공급을 위해 순환되는 농축액이 순환펌프 임펠라에서 발생하는 미세한 케비테이션 현상으로 물리적 가용화도 이룰 수 있을 것으로 판단하였다. 그러므로 증발농축공정이 혐기성 소화 공정의 가용화공정으로서 적합함을 평가하기 위해 실험실 규모 ABR 고온 혐기성 소화 장치를 제작하고 돈사에서 발생한 유기성폐기물을 적용한 결과 바이오가스 발생량이 평균 0.43L/hr 발생하였으며 증발농축공정을 통해 발생한 농축액을 적용한 결과 바이오가스 발생량이 평균 2L/hr로 서 약 4.6배 바이오가스 발생량이 증가됨을 검증 하였다. 이는 증발농축공정이 혐기성 소화 공정의 전처리 가용화 장치로서 적합함을 검증 할 수 있었다. 증발농축공정은 증발온도를 감압을 통해 효과적으로 낮출 수 있어 고온혐기성 소화 공정을 손쉽게 구축할 수 있다. 이에 증발농축공정과 고온 2상 혐기성 소화 공정을 조합하여 400L/day 실증 Pilot를 제작하여 실증운전을 한 결과 바이오가스 발생이 일반적 혐기소화 공정 가스발생량이 645L/kg VS 인데 비해 2,300L/kg VS로 3.68배의 바이오가스가 증가하는 것을 확인 할 수 있었다. 따라서 증발농축공정과 고온 2상 혐기성 ABR 혐기성 소화조를 조합함으로서 증발농축공정을 통해 슬러지가 85%감량 되었으며 고온 소화공정을 적용함으로서 HRT를 10일로 단축할 수 있었다. 이로서 고온 2상 혐기성 ABR 설비의 규모가 일반 혐기성소화설비보다 90%이상 규모를 감소시키는 효과가 있다고 사료되어진다.
혐기소화공정 최적화를 위한 증발농축과 고온 2상 혐기 소화 복합파일럿 공정 실증에 관한 연구
본 연구에서는 혐기 소화 공정의 최적화를 위해 증발농축공정과 고온 2상 혐기성 소화공정을 조합하여 새로운 고효율 유기성폐기물 자원화 공정 개발과 동시에 에너지 자립화를 이룰 수 있는 공정을 도출하고자 연구를 진행 하였다. 유기성폐기물은 유기물 함량이 40%에 달하는 잠재적 에너지로서 에너지화를 이루기 위해 혐기성 소화 공정을 구축하고 혐기성 소화 공정의 효율 증대를 위해 증발농축공정을 조합하였다. 증발농축공정은 유기성 폐기물을 85%이상 농축함으로서 감량화를 이룰 수 있었으며 증발농축공정 특성상 연속적인 증발에 필요한 열에너지를 공급받기위해 열 교환함으로서 열적 가용화를 이룰 수 있을 것으로 판단하였고 열에너지의 지속적 공급을 위해 순환되는 농축액이 순환펌프 임펠라에서 발생하는 미세한 케비테이션 현상으로 물리적 가용화도 이룰 수 있을 것으로 판단하였다. 그러므로 증발농축공정이 혐기성 소화 공정의 가용화공정으로서 적합함을 평가하기 위해 실험실 규모 ABR 고온 혐기성 소화 장치를 제작하고 돈사에서 발생한 유기성폐기물을 적용한 결과 바이오가스 발생량이 평균 0.43L/hr 발생하였으며 증발농축공정을 통해 발생한 농축액을 적용한 결과 바이오가스 발생량이 평균 2L/hr로 서 약 4.6배 바이오가스 발생량이 증가됨을 검증 하였다. 이는 증발농축공정이 혐기성 소화 공정의 전처리 가용화 장치로서 적합함을 검증 할 수 있었다. 증발농축공정은 증발온도를 감압을 통해 효과적으로 낮출 수 있어 고온혐기성 소화 공정을 손쉽게 구축할 수 있다. 이에 증발농축공정과 고온 2상 혐기성 소화 공정을 조합하여 400L/day 실증 Pilot를 제작하여 실증운전을 한 결과 바이오가스 발생이 일반적 혐기소화 공정 가스발생량이 645L/kg VS 인데 비해 2,300L/kg VS로 3.68배의 바이오가스가 증가하는 것을 확인 할 수 있었다. 따라서 증발농축공정과 고온 2상 혐기성 ABR 혐기성 소화조를 조합함으로서 증발농축공정을 통해 슬러지가 85%감량 되었으며 고온 소화공정을 적용함으로서 HRT를 10일로 단축할 수 있었다. 이로서 고온 2상 혐기성 ABR 설비의 규모가 일반 혐기성소화설비보다 90%이상 규모를 감소시키는 효과가 있다고 사료되어진다.
A Study on Evaporation Concentration Process and High Temperature Two-Phase Anaerobic Digestion Combined Pilot Process for Optimization of Anaerobic Digestion Process
In order to optimize the anaerobic digestion process, this study was conducted to develop a new high efficiency organic was...
A Study on Evaporation Concentration Process and High Temperature Two-Phase Anaerobic Digestion Combined Pilot Process for Optimization of Anaerobic Digestion Process
In order to optimize the anaerobic digestion process, this study was conducted to develop a new high efficiency organic waste recycling process and a process to achieve energy independence by combining the evaporation concentration process and the high temperature two - phase anaerobic digestion process. Organic waste is a potential energy with organic content of 40%. In order to achieve energization, an anaerobic digestion process is constructed and an evaporative concentration process is combined to increase the efficiency of the anaerobic digestion process. The evaporation and concentration process was able to reduce the weight by concentrating more than 85% of the organic waste and it was considered that the heat dissolution could be achieved by heat exchange in order to supply the thermal energy required for continuous evaporation due to the characteristics of the evaporation and concentration process. The concentrate can be physically solubilized due to the fine cavitation phenomenon occurring in the circulating pump impeller. Therefore, in order to evaluate that the evaporation and concentration process is suitable for the solubilization process of the anaerobic digestion process, the laboratory scale ABR high temperature anaerobic digestion device was constructed and the organic waste generated from the pigs was applied. As a result, the average biogas generation rate was 0.43L/hr, The results showed that the biogas production increased by 4.6 times with an average biogas production of 2L/hr. It can be verified that the evaporation and concentration process is suitable as the pretreatment solubilizer of the anaerobic digestion process. The evaporation concentration process can effectively lower the evaporation temperature through the depressurization, thus making it possible to easily construct the high temperature anaerobic digestion process. As a result, the anaerobic digestion process gas production was 645L/kg VS, compared with 2,300L/kg VS, while the biogas generation was 400L/day. And 3.68 times more biogas. Therefore, by combining the evaporation concentration process and the high temperature two - phase anaerobic ABR anaerobic digestion tank, the sludge was reduced by 85% through the evaporation concentration process, and HRT could be shortened to 10 days by applying the high temperature extinguishing process. This suggests that the high temperature two - phase anaerobic ABR system has the effect of reducing the scale by more than 90% than general anaerobic digestion system.
A Study on Evaporation Concentration Process and High Temperature Two-Phase Anaerobic Digestion Combined Pilot Process for Optimization of Anaerobic Digestion Process
In order to optimize the anaerobic digestion process, this study was conducted to develop a new high efficiency organic waste recycling process and a process to achieve energy independence by combining the evaporation concentration process and the high temperature two - phase anaerobic digestion process. Organic waste is a potential energy with organic content of 40%. In order to achieve energization, an anaerobic digestion process is constructed and an evaporative concentration process is combined to increase the efficiency of the anaerobic digestion process. The evaporation and concentration process was able to reduce the weight by concentrating more than 85% of the organic waste and it was considered that the heat dissolution could be achieved by heat exchange in order to supply the thermal energy required for continuous evaporation due to the characteristics of the evaporation and concentration process. The concentrate can be physically solubilized due to the fine cavitation phenomenon occurring in the circulating pump impeller. Therefore, in order to evaluate that the evaporation and concentration process is suitable for the solubilization process of the anaerobic digestion process, the laboratory scale ABR high temperature anaerobic digestion device was constructed and the organic waste generated from the pigs was applied. As a result, the average biogas generation rate was 0.43L/hr, The results showed that the biogas production increased by 4.6 times with an average biogas production of 2L/hr. It can be verified that the evaporation and concentration process is suitable as the pretreatment solubilizer of the anaerobic digestion process. The evaporation concentration process can effectively lower the evaporation temperature through the depressurization, thus making it possible to easily construct the high temperature anaerobic digestion process. As a result, the anaerobic digestion process gas production was 645L/kg VS, compared with 2,300L/kg VS, while the biogas generation was 400L/day. And 3.68 times more biogas. Therefore, by combining the evaporation concentration process and the high temperature two - phase anaerobic ABR anaerobic digestion tank, the sludge was reduced by 85% through the evaporation concentration process, and HRT could be shortened to 10 days by applying the high temperature extinguishing process. This suggests that the high temperature two - phase anaerobic ABR system has the effect of reducing the scale by more than 90% than general anaerobic digestion system.
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