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[국내논문] 유기성 폐자원의 최종생분해도 및 다중 분해속도 평가
Ultimate Anaerobic Biodegradability and Multiple Decay Rate Coefficients of Organic Wastes 원문보기

대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, v.37 no.7, 2015년, pp.387 - 395  

김선우 (충남대학교 환경공학과) ,  강호 (충남대학교 환경공학과) ,  정지현 (충남대학교 환경공학과)

초록
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본 논문에서는 Graphical Statistic Analysis (GSA) 방법을 이용하여 유기성 폐자원의 최종생분해도와 다중 분해속도를 평가하였다. GSA에 의한 최종생분해도는 돈분뇨 69%, 젖소 생분뇨 45%, 도축폐기물 66%를 나타냈고 음식물류 폐기물과 음폐수는 각각 79%와 87%이었으며, 1차 슬러지와 폐활성 슬러지는 각각 68%와 39%이었다. 유기성 폐자원의 분해양상을 정확히 표현하기 위하여 사용된 다중분해속도해석(Multi k Analysis) 방법을 이용해 평가한 결과 돈분뇨는 $k_1$ ($0.116day^{-1}$)의 속도로 평균 31일 안에 전체 생분해성 유기물 중 빠르게 분해되는 분율($S_1$)인 89%가 분해되었으며, 느리게 분해되는 $S_2$의 분율은 11%로써 $k_2$ ($0.004day^{-1}$)의 속도로 남은 기간 동안 분해되었다. 젖소 생분뇨는 $k_1$ ($0.074day^{-1}$)의 속도로 평균 29일 안에 분해되었으며 $S_1$의 분율은 91%이었다. 도축폐기물과 1차 슬러지는 $k_1$ ($0.095day^{-1}$)의 같은 속도로 분해되었으며, $S_1$은 각각 89%와 85%를 보였다. 음식물류 폐기물과 음폐수는 15일의 운전기간 동안 $S_1$은 각각 89%와 93%로 기질의 대부분이 분해되었으며 $k_1$은 각각 $0.195^{-1}$$0.184^{-1}$로 대단히 빠른 속도로 분해되었다. 폐활성 슬러지는 $k_1$ ($0.054day^{-1}$)의 속도로 28일 동안 분해되었으며 $S_1$은 80%를 보였다. 따라서 Multi k Analysis 방법을 이용해 유기성 폐자원의 분해 속도와 분해 양상을 토대로 최소 HRT를 산정할 수 있으며, 본 대상시료를 활용한 바이오가스화 시설의 최적 설계인자 도출이 가능하다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Anaerobic mesophilic batch test of several organic wastes were carried out by a graphical statistic analysis (GSA) to evaluate their ultimate biodegradability and two distinctive decay rates ($k_1$ and $k_2$) with their corresponding degradable substrate fractions ($S_1$

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 유기성 폐자원 중 국내에서 가장 많이 발생되며 바이오가스로의 높은 전환가능성을 평가받고 있는 가축분뇨와 음식물류 폐기물, 음폐수 그리고 하수슬러지를 대상시료로 선정하였으며, 이들 시료의 최종생분해도를 평가하고 분해양상을 보다 정확히 표현할 수 있는 방법인 Multi k Analysis(다중분해속도해석)를 통해 분해속도상수(k1과 k2)와 각각의 분해속도에 관여하고 있는 생분해성 유기물의 분해분율(S1과 S2)을 평가하여 혐기성소화조 운전에 필요한 기초 자료를 확보하여 유기성 폐자원 바이오가스화 시설의 설계인자로 활용하는데 그 목적이 있다.
  • 혐기성소화공정이 추구하는 궁극적인 목표는 최대의 바이오가스 생성과 높은 유기물 제거효율을 달성하는 것이다. 그러나 이 둘을 동시에 달성하는 것은 불가능하므로 OLR과 함께 바이오가스 생성과 유기물제거효율을 고려한 최적의 HRT 도출이 관건이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
신재생에너지 중, 바이오가스(Biogas) 기술이 새롭게 조명되기 시작한 이유는? 지구온난화가 가속화되고 국제유가가 상승되고 있는 요즘 신재생에너지의 생산 및 보급에 관한 범세계적인 노력이 지속되고 있다. 신재생에너지 중 바이오가스(Biogas) 기술은 바이오매스 자원으로부터 바이오가스 에너지로의 재생이 가능하고 최소의 자본으로 기술개발이 가능할 뿐만 아니라 원자력 등과 비교할 때 환경적으로 매우 안전하여 새롭게 조명되기 시작하였다.
바이오가스화 시설을 효율적으로 운전하기 위한 선결 과제는 무엇인가? 바이오가스화 시설을 효율적으로 운전하기 위해서는 유기성 폐자원이 갖고 있는 물리․화학․생물학적 특성을 정확히 파악하는 일이 우선되어야 한다. 특히 전체 유기물 중혐기성소화균(Anaerobic Bacteria)에 의해 분해가 가능한 유기물이 어느 비율로 차지하고 있는지를 말해주는 최종생분해도(Ultimate Biodegradability, UB)를 측정하는 것이 선결될 과제이다.
국내에서 배출되는 유기성 폐자원은 어떻게 구분할 수 있는가? 국내에서 배출되는 유기성 폐자원은 크게 농․축산 부산물, 하수슬러지, 가축분뇨 및 음식물류 폐기물 등으로 구분할 수 있으며 2013년 1일 평균 하수슬러지는 9,675톤, 가축분뇨는 206천톤, 음식물류 폐기물은 12,663톤의 막대한 양이 발생하였다. 2~4)
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참고문헌 (33)

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