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문제 정의
- 본 논문에서는 혐기성 소화를 통한 신·재생에너지 보급, 확대를 위하여 하수슬러지 및 음식물 폐기물의 발생, 처리 현황 및 특성, 문제점 및 개선 방안, 그리고 향후 전망에 대하여 논의하였다.
가설 설정
- 1) 슬러지의 발생량이 90%까지 감소한다.
- 8 m3/천 톤으로 미국 Wisconsin주 하수처리장 평균값의 약 27%에 불과하며, 이는 하수의 유기물 농도 및 운영효율 차이에 기인한다.12) 우리나라 하수의 BOD는 미국의 1/2 수준이므로, 하수 톤당 소화가스 발생량이 유기물 양에 비례한다고 가정하면 그 양은 약 1/2 수준일 것이다. 그러나 우리나라하수처리장 유입 BOD 부하당 가스발생량은 228 m3 gas/톤 BOD로서 미국 Wisconsin주의 약 55%이며, 이는 소화조의 낮은 운영효율에 기인하는 것으로 판단된다.
- 11) 그러나 소화가스를 이용한 가온이 충분 하지 않기 때문에 31개(53%) 처리장에서 가온을 위하여 추가연료를 사용하고 있으며, 그 비용은 연평균 약 10억 5천만 원이다.13) 그러나 소화조 운영 정상화와 더불어 가스 발생량이 증가하면 추가 연료는 필요하지 않을 것이다. 이 경우 잉여가스의 사용용도 선호도는 발전(44%), 인근지역 공급(23%), 그리고 슬러지와 음식물 건조 및 소각시설에 이용(33%) 등의 순으로 나타났다.
- 2) 영양분 등의 요구량이 적다.
- 3) 고농도 폐수처리가 용이하다. COD 부하율을 25∼30 kg COD/m3/day까지 적용할 수 있으므로 반응조 용적이 적다.
- 독일의 경우에도 축분만으로는 경제성 확보가 어려워 경작물의 혼합 소화를 통해 수익을 실현하고 있다.4) 독일에서 수익 실현이 가능한 것은 우리나라보다 약 3배 정도 높게 책정된 전기료 때문이다. 따라서 축분의 메탄 자원화는 관리 관점의 변화, 소화액의 액비로서의 이용, 항생제 등 독성물질의 영향 제어, 전기요금 체제 개선 등을 종합적으로 고려하여 추진하여야 하며, 이 같은 이유에서 본 논문에서는 축산폐수는 논외로 하였다.
- 4) 동력비 및 유지관리비가 적게 든다. 소요되는 전력 및 메탄으로 회수한 에너지를 고려하면 혐기성 처리는 호기성 처리에 비해 처리대상 COD 톤당 88 kW의 에너지 절감 효과가 있으며, 이를 금액으로 환산하면 약€ 200에 해당한다.
- 4) 독일에서 수익 실현이 가능한 것은 우리나라보다 약 3배 정도 높게 책정된 전기료 때문이다. 따라서 축분의 메탄 자원화는 관리 관점의 변화, 소화액의 액비로서의 이용, 항생제 등 독성물질의 영향 제어, 전기요금 체제 개선 등을 종합적으로 고려하여 추진하여야 하며, 이 같은 이유에서 본 논문에서는 축산폐수는 논외로 하였다.
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