국내 공공하수처리시설 혐기성소화조의 운영현황 분석을 통한 최적운영조건 도출 Determination of optimal operating conditions by analysis of operation status of anaerobic digestion tanks in Korea원문보기
본 연구는 최근 공공하수처리시설의 에너지자립화와 유기성폐자원 통합 바이오가스화 추진에 따라 국내 공공하수처리시설(5만톤/일 이상)의 설치·운영현황을 바탕으로 혐기성 소화(Anaerobic digestor)의 효율을 분석하였다. 혐기성소화효율은 반입 및 전처리공정, 혐기성소화조의 교반, 가온 방식, 유기물 부하 등 주요인자에 따라 매우 상이함에도 불구하고, 단일 조건에 따라 혹은 일부 시설의 소화효율만을 분석하는 경우가 많고, 전체 공공하수처리시설의 현황을 고려한 분석이 미흡하여 국내 공공하수처리시설 혐기성소화를 위해서는 어떤 조건이 적합한지에 대한 조건 도출이 부재한 상황이다. 따라서 분석방식의 한계성에 따라 소화 효율에 ...
본 연구는 최근 공공하수처리시설의 에너지자립화와 유기성폐자원 통합 바이오가스화 추진에 따라 국내 공공하수처리시설(5만톤/일 이상)의 설치·운영현황을 바탕으로 혐기성 소화(Anaerobic digestor)의 효율을 분석하였다. 혐기성소화효율은 반입 및 전처리공정, 혐기성소화조의 교반, 가온 방식, 유기물 부하 등 주요인자에 따라 매우 상이함에도 불구하고, 단일 조건에 따라 혹은 일부 시설의 소화효율만을 분석하는 경우가 많고, 전체 공공하수처리시설의 현황을 고려한 분석이 미흡하여 국내 공공하수처리시설 혐기성소화를 위해서는 어떤 조건이 적합한지에 대한 조건 도출이 부재한 상황이다. 따라서 분석방식의 한계성에 따라 소화 효율에 VS 당 발생 된 메탄가스의 양을 고려하기 위해 “운영효율성”이라는 지표를 도입하여 주요인자별로 59 개 시설을 분석하였고, 각 주요인자별 운영효율성을 비교분석 하였다. 공공하수처리시설의 용량 및 하수처리량에 따른 혐기성소화조용량의 영향, 유기물 부하, 교반 및 가온 방법, 체류시간 및 통합 소화를 주요인자로 선정하여 운영효율성을 분석한 결과, 공공하수처리시설의 용량이 50,000 톤 이상이고 10,000 톤 미만의 운영효율성이 25.0로 가장 높게 나타났다(혐기성소화조 용량/공공하수처리시설 용량 = 8.4%). 또한 기계적 농축설비를 사용하는 시설이 26.2, 가용화 시설 중 열가수분해설비가 29.1, 기계적 교반이 24.9, 간접 가온이 23.8, 체류시간이 25 일 이상 30 일 미만으로 적용한 시설이 25.6, 통합 처리시설(하수 + 분뇨 + 음식물)이 26.4로 각 주요인자에서 운영효율이 가장 높은 것으로 나타났으며, 잉여찌꺼기를 생찌꺼기와 혼합하여 혐기성소화하는 경우에 따른 차이는 미미하였다. 본 연구 결과는 기존의 실험적이거나 표본적이 나닌 국내 전체 공공하수처리시설의 실제 운영현황을 기반으로 분석하여 국내에 적합하며 혐기성소화효율이 최적화 될 수 있는 조건을 도출하였다. 향후 공공하수처리시설 내 혐기성소화조 설치 및 운영 시 경험적 최적 운영 조건을 수립하는 활용되어 국내 공공하수처리시설에 에너지화 생산기지화에 이바지하길 바란다.
본 연구는 최근 공공하수처리시설의 에너지자립화와 유기성폐자원 통합 바이오가스화 추진에 따라 국내 공공하수처리시설(5만톤/일 이상)의 설치·운영현황을 바탕으로 혐기성 소화(Anaerobic digestor)의 효율을 분석하였다. 혐기성소화효율은 반입 및 전처리공정, 혐기성소화조의 교반, 가온 방식, 유기물 부하 등 주요인자에 따라 매우 상이함에도 불구하고, 단일 조건에 따라 혹은 일부 시설의 소화효율만을 분석하는 경우가 많고, 전체 공공하수처리시설의 현황을 고려한 분석이 미흡하여 국내 공공하수처리시설 혐기성소화를 위해서는 어떤 조건이 적합한지에 대한 조건 도출이 부재한 상황이다. 따라서 분석방식의 한계성에 따라 소화 효율에 VS 당 발생 된 메탄가스의 양을 고려하기 위해 “운영효율성”이라는 지표를 도입하여 주요인자별로 59 개 시설을 분석하였고, 각 주요인자별 운영효율성을 비교분석 하였다. 공공하수처리시설의 용량 및 하수처리량에 따른 혐기성소화조용량의 영향, 유기물 부하, 교반 및 가온 방법, 체류시간 및 통합 소화를 주요인자로 선정하여 운영효율성을 분석한 결과, 공공하수처리시설의 용량이 50,000 톤 이상이고 10,000 톤 미만의 운영효율성이 25.0로 가장 높게 나타났다(혐기성소화조 용량/공공하수처리시설 용량 = 8.4%). 또한 기계적 농축설비를 사용하는 시설이 26.2, 가용화 시설 중 열가수분해설비가 29.1, 기계적 교반이 24.9, 간접 가온이 23.8, 체류시간이 25 일 이상 30 일 미만으로 적용한 시설이 25.6, 통합 처리시설(하수 + 분뇨 + 음식물)이 26.4로 각 주요인자에서 운영효율이 가장 높은 것으로 나타났으며, 잉여찌꺼기를 생찌꺼기와 혼합하여 혐기성소화하는 경우에 따른 차이는 미미하였다. 본 연구 결과는 기존의 실험적이거나 표본적이 나닌 국내 전체 공공하수처리시설의 실제 운영현황을 기반으로 분석하여 국내에 적합하며 혐기성소화효율이 최적화 될 수 있는 조건을 도출하였다. 향후 공공하수처리시설 내 혐기성소화조 설치 및 운영 시 경험적 최적 운영 조건을 수립하는 활용되어 국내 공공하수처리시설에 에너지화 생산기지화에 이바지하길 바란다.
This study analyzed the Operational efficiency(index that is calculated by multiplying the digestion efficiency by the amount of methane gas generated per VS removed.) of anaerobic digester(AD) based on the data of the public Sewage Treatment Plant(STP) and the operation status of 59 site. The ...
This study analyzed the Operational efficiency(index that is calculated by multiplying the digestion efficiency by the amount of methane gas generated per VS removed.) of anaerobic digester(AD) based on the data of the public Sewage Treatment Plant(STP) and the operation status of 59 site. The operation status was analyzed to find out the effect of AD capacity according to capacity of STP and amount of sewer. The operational efficiency(OE) was analyzed by Organic Loading, setting the Mixing and heating method, HRT, and Co-digestion. As a result, the OE was 25.0 highest in the STP with more than 50,000 tons of STP and less than 100,000 tons (AD capacity was 8.4% of the capacity of STP). In addition, STP applying mechanical concentration (26.2), thermal hydrolysis among solubilization facilities (29.1), mechanical mixing (24.9), indirect heating (23.8), 25.6 for more than 25 days and less than 30 days, Sewage + Manure + Food was 26.4, which showed the highest operational efficiency, but there was no difference according to the presence of excess activated sludge. Through the results of this study, empirical optimal operating conditions for the installation and operation of AD in Korea are presented. In the future, if AD are to be retrofitted or newly established, the AD will be operated in accordance with the domestic situation.
This study analyzed the Operational efficiency(index that is calculated by multiplying the digestion efficiency by the amount of methane gas generated per VS removed.) of anaerobic digester(AD) based on the data of the public Sewage Treatment Plant(STP) and the operation status of 59 site. The operation status was analyzed to find out the effect of AD capacity according to capacity of STP and amount of sewer. The operational efficiency(OE) was analyzed by Organic Loading, setting the Mixing and heating method, HRT, and Co-digestion. As a result, the OE was 25.0 highest in the STP with more than 50,000 tons of STP and less than 100,000 tons (AD capacity was 8.4% of the capacity of STP). In addition, STP applying mechanical concentration (26.2), thermal hydrolysis among solubilization facilities (29.1), mechanical mixing (24.9), indirect heating (23.8), 25.6 for more than 25 days and less than 30 days, Sewage + Manure + Food was 26.4, which showed the highest operational efficiency, but there was no difference according to the presence of excess activated sludge. Through the results of this study, empirical optimal operating conditions for the installation and operation of AD in Korea are presented. In the future, if AD are to be retrofitted or newly established, the AD will be operated in accordance with the domestic situation.
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