[논문]BMP test를 통한 음폐수와 하수슬러지의 병합소화 특성 평가

이수영; 윤영삼; 강준구; 김기헌; 신선경

doi:10.17137/korrae.2016.24.1.21

BMP test를 통한 음폐수와 하수슬러지의 병합소화 특성 평가
Anaerobic Co-Digestion Characteristics of Food Waste Leachate and Sewage Sludge 원문보기

유기물자원화 = Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association, v.24 no.1, 2016년, pp.21 - 29

이수영 (국립환경과학원 폐자원에너지연구과) , 윤영삼 (국립환경과학원 폐자원에너지연구과) , 강준구 (국립환경과학원 폐자원에너지연구과) , 김기헌 (국립환경과학원 폐자원에너지연구과) , 신선경 (국립환경과학원 폐자원에너지연구과)

초록
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혐기성 소화의 주요 조건 중 하나인 C/N비의 경우 하수슬러지는 5.40으로 낮게 나타난 반면 음폐수(Food waste leachate)는 21.84로 높게 나타났다. C/N비가 낮을 경우 혐기성소화의 저해 요인으로 작용될 수 있기 때문에 음폐수의 높은 유기물 농도 및 C/N 비를 활용하여 메탄가스 발생량 증가시킬 수 있었다. Tchobanoglous이 제안한 이론적 메탄가스 발생량 예측수식을 적용하여 메탄 및 바이오가스 발생량을 산정한 결과 하수슬러지 단일 혐기소화의 경우 $305.6mL{\cdot}CH_4/g{\cdot}VS$, $689.4mL{\cdot}CH_4/g{\cdot}VS$의 메탄, 바이오가스가 발생하였고 음폐수 : 하수슬러지를 1:9로 혼합한 시료는 약 $322mL{\cdot}CH_4/g{\cdot}VS$, 3:7시료에서는 약 $354mL{\cdot}CH_4/g{\cdot}VS$, 5:5시료에서는 약 $386mL{\cdot}CH_4/g{\cdot}VS$의 메탄가스가 발생하는 것으로 분석되었다. BMP 실험 결과 1:9, 3:7, 5:5 비율로 병합 처리한 경우 각각 약 233, 298, $344mL{\cdot}CH_4/g{\cdot}VS$의 메탄가스가 발생하였다. 따라서 음폐수의 혼합비율이 높아질수록 메탄가스 발생량은 증가하였고 하수슬러지와 음폐수의 혼합비율에 따른 병합처리 시 하수슬러지 단독처리에 비해 다량의 메탄가스가 발생되었다. BMP 실험을 통해 생산된 메탄가스의 누적생산 곡선을 Modified Gompertz model과 first order kinetic model에 적용하여 추정한 결과, 메탄생성량은 Modified Gompertz model에서는 238.5, 302.3, $353.6mL/g{\cdot}VS$ 발생하였고 first order kinetic model에서는 242.8, 312.5, $365.5mL/g{\cdot}VS$로 음폐수와의 혼합비율이 증가할수록 높게 나타났으며, 최대 메탄생성속도의 경우 3:7비율에서 $48.2mL/gVS{\cdot}day$로 최대 메탄생성 속도를 보였다. first order kinetic model의 1차 반응속도상수 k값은 1:9, 3:7, 5:5 비율에 따라 0.32, 0.22, $0.08day^{-1}$ 나타났다. 1차 반응속도 상수의 경우 음폐수의 혼합비율이 낮을수록 높게 나타났다. Modified Gompertz와 first order kinetic model 모두 실험결과를 잘 모사하였으며, 실험결과와 모의결과의 적합도를 나타내는 상관계수($R^2$)의 경우 0.92~0.98으로 높은 상관성을 나타내었다.

Abstract ▼ AI-Helper

We mix food waste leachate and sewage sludge by the proportion of 1:9, 3:7 and 5:5. It turns out that they produced 233, 298 and 344 $CH_4{\cdot}mL/g{\cdot}VS$ of methane gas. The result suggests that as the mixing rate of food waste leachate rises, the methane gas productions increases as well. And more methane gas is made when co-digesting sewage sludge and food waste leachate based on the mixing ratio, rather than digesting only sewage sludge alone. Modified Gompertz and Exponential Model describe the BMP test results that show how methane gas are produced from organic waste. According to the test, higher the mixing rate of food waste leachate is, higher the methane gas productions is. The mixing ratio of food waste leachate that produces the largest volume of methane gas is 3:7. Modified Gompertz model and Exponential model describe the test results very well. The correlation values($R^2$) that show how the results of model prediction and experiment are close is 0.92 to 0.98.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 하수슬러지에 있는 다양한 미량원소와 미생물 군집을 활용하고 높은 C/N비와 고형물 함량이 큰 음폐수와의 상호보완적인 역할을1,3) 통해 음폐수와 하수슬러지 병합처리 가능성을 평가할 수 있고 유기성폐기물의 바이오가스화 사업에 대한 기초자료를 제공하고자 한다.
그중 하수슬러지 만을 처리하는 시설은 20개소, 하수슬러지와 음폐수를 병합처리하는 시설은 10개소이다¹²⁾. 본 연구에서는 BMP test를 통한 음폐수와 하수슬러지의 병합처리 특성 및 가능성을 평가하기 위해 P지역의 하수슬러지(Sewage sludge, SSL)와 S매립지의 음폐수(Food waste leachate, FWL)를 대상으로 연구를 진행하였다. 하수슬러지, 음폐수에 대한 물리화학적 특성을 파악하기 위해 COD_Cr, 중금속함량, 강열감량, 원소분석을 실시하였다.
본 연구에서는 대상시료의 TVS(Total Volatile Solids)로 부터 평가된 이론적 메탄수율(Theoretical Methane Yield, TMY)에 대한 BMP 실험에서 측정된 누적 메탄수율(Cumulative Methane Yield, CMY)의 백분율로 나타냈다. 처리대상 시료 내 포함하는 각각의 유기성분이 혐기성소화반응에 의해 완전하게 CH₄와 CO₂로 분해된다고 가정할 경우, 이론적 메탄수율은 유기성분의 원소조성에 근거한 Tchobanoglous et al.
본 연구에서는 하수슬러지와 음폐수의 병합 혐기 소화 가능성 평가를 위해 이론적 메탄발생량과 BMP 실험을 통해 실제 메탄 발생량을 산정하여 비교하였다. 음폐수와 하수슬러지의 병합소화 특성 평가를 통해 얻은 주요 연구결과는 다음과 같다.

제안 방법

처리대상 시료 내 포함하는 각각의 유기성분이 혐기성소화반응에 의해 완전하게 CH₄와 CO₂로 분해된다고 가정할 경우, 이론적 메탄수율은 유기성분의 원소조성에 근거한 Tchobanoglous et al.(1993)⁵⁾의 예측식을 이용하여 계산된 이론메탄발생량과 본 연구의 실험을 통해 구한 누적메탄발생량을 이용하여 생분해도를 평가하였다.
BMP 실험을 통한 음폐수(FWL)와 하수슬러지 (SSL)의 병합처리 가능성 분석을 위한 병합 비율은 1:9, 3:7, 5:5 로 선정하였다. 또한 병합처리와 비교하기 위해 FWL, SSL 자체의 단독 혐기소화를 실시하였다.
환경성 검토를 위한 중금속 분석 결과 As, Cr⁶⁺은 모두 불검출 되었으며, Cd, Cu, Pb, Hg은 EU standard의 혐기소화조건을 만족하였다. FWL+SSL(SSL-mix)은 1:9, 3:7, 5:5의 병합비율로 BMP test 후 잔재물에 대한 중금속 함량을 나타낸 것으로 1:9, 3:7, 5:5 비율로 병합실험 후 발생한 혐기소화 잔재물을 혼합하여 중금속 함량을 측정하였다.
Tchobanoglous et al., (1993)의 예측식을 적용하여 도출한 이론적 메탄발생량과 BMP 실험을 통해 산정한 본 연구의 누적메탄발생량을 이용하여 최종 메탄수율을 통해 생분해도를 산출하였고 그 결과는 [Table 6]과 같다. Hamwawi et al.
본 연구에서는 125 mL의 serum bottle에 미생물 배지 25 mL와 비율별 혼합한 식종슬러지 25 mL를 주입하였다. serum bottle을 밀폐 전 내부 산소를 제거하고 완전 혐기화 시키고자 내부에 질소가스를 충분히 주입하였다. 최종적으로 질소가스를 주입한 후 고온소화를 위해 55 ℃의 BOD 인큐베이터에서 혐기성 분해를 유도하였다.
가스 내 메탄가스 농도는 gas syringe로 채취 후 GC-TCD(GC 6890N, Agilent)를 사용하여 분석하였다. 메탄가스 발생량은 일반적으로 투입된 폐기물의 휘발성 고형물(VS)당 발생하는 메탄가스의 양을 산출하여 L⋅CH₄/g⋅VS로 나타낸다.
메탄가스 발생량은 일반적으로 투입된 폐기물의 휘발성 고형물(VS)당 발생하는 메탄가스의 양을 산출하여 L⋅CH₄/g⋅VS로 나타낸다. 계산된 메탄 발생량은 아래 식 Eq-4을 이용하여 0 ℃, 1 기압의 표준상태로 전환시킨 후 단위 gVS당 발생하는 메탄량을 계산하였으며, 기질을 첨가하지 않고 슬러지와 혐기성 배지만을 주입한 공시체를 시료와 동일조건에서 배양하여 식종슬러지에서 발생하는 메탄 발생량을 산정하여 실험결과를 보정하였다. 여기서 118.
누적 메탄 생산곡선 자료를 modified gompertz model과 first-order kinetic model을 이용하여 최종 메탄 수율과 각각의 모델이 가지고 있는 혐기성 소화 관련 반응 파라미터를 구하여 수록하였다.
BMP 실험을 통한 음폐수(FWL)와 하수슬러지 (SSL)의 병합처리 가능성 분석을 위한 병합 비율은 1:9, 3:7, 5:5 로 선정하였다. 또한 병합처리와 비교하기 위해 FWL, SSL 자체의 단독 혐기소화를 실시하였다. 일반적으로 혐기소화의 적정 C/N비는 10∼30 범위를 적정조건으로 제시하고 있다.
본 연구에서는 125 mL의 serum bottle에 미생물 배지 25 mL와 비율별 혼합한 식종슬러지 25 mL를 주입하였다. serum bottle을 밀폐 전 내부 산소를 제거하고 완전 혐기화 시키고자 내부에 질소가스를 충분히 주입하였다.
혐기성소화조 조건에서는 유기물질은 혐기성 조건하에서 분해되면 아래 식 Eq-2 같은 반응식으로 표현할 수 있으며, 만일 모든 유기 물질이 바이오가스로 전화되었다고 가정할 때 아래 식 Eq-3과 같이 이론적 메탄가스 발생량을 계산할 수 있다. 본 연구에서는 원소 함량을 분석한 후, 함량 값을 이용하여 아래 Eq-3,4을 활용하여 이론적 메탄가스 발생량을 계산하였다^5,6).
고온소화는 중온소화에 비교하여 2∼3배 정도의 처리효율이 높으며 반응이 빠르고 짧은 시간에 다량의 가스를 생산하기 때문에 55 ℃의 고온소화를 선정하였다. 실험 시작 후 serum bottle 내부의 온도가 55 ℃가 되는 시간을 측정하여 그 시점을 실험 시작시간으로 하여 실험을 실시하였으며 가스측정은 manometer로 serum bottle내의 압력과 대기압의 압력 차를 측정하였다.
COD_Cr, 중금속 함량(Cu, Pb, As, Cr⁶⁺, Cd, Hg)은 수질오염공정 시험방법에 준하여 실시하였고, 강열감량은 폐기물 공정시험방법에 따라 대상시료의 수분, 가연분, 회분 함량을 각각 무게 %로 나타냈다. 원소분석은 조사대상 시료를 105 ℃에서 건조시켜 수분을 제거하고 0.5 mm 이하의 미세분말 상태로 분쇄한 후 원소 분석기(Leco Co. 628 series, 2012)를 이용하여 시료의 C, H, O, N, S에 대한 % 함량으로 분석하였다.
하수슬러지(SSL)와 음폐수(FWL)에 대한 삼성분, COD_Cr, 강열감량, 원소분석, C/N비에 대한 분석을 실시하였고 그 결과는 [Table 1]에 나타내었다. 삼 성분 분석결과, SSL의 수분함량이 98.
본 연구에서는 BMP test를 통한 음폐수와 하수슬러지의 병합처리 특성 및 가능성을 평가하기 위해 P지역의 하수슬러지(Sewage sludge, SSL)와 S매립지의 음폐수(Food waste leachate, FWL)를 대상으로 연구를 진행하였다. 하수슬러지, 음폐수에 대한 물리화학적 특성을 파악하기 위해 COD_Cr, 중금속함량, 강열감량, 원소분석을 실시하였다. COD_Cr, 중금속 함량(Cu, Pb, As, Cr⁶⁺, Cd, Hg)은 수질오염공정 시험방법에 준하여 실시하였고, 강열감량은 폐기물 공정시험방법에 따라 대상시료의 수분, 가연분, 회분 함량을 각각 무게 %로 나타냈다.

대상 데이터

고온소화는 중온소화에 비교하여 2∼3배 정도의 처리효율이 높으며 반응이 빠르고 짧은 시간에 다량의 가스를 생산하기 때문에 55 ℃의 고온소화를 선정하였다.

이론/모형

BMP test를 통해 생산된 메탄가스의 누적생산 곡선을 Modified Gompertz model과 first order kinetic model에 적용하여, 이들 모델식에 포함된 각종 파라미터를 시행오차법에 의한 최적적합법을 활용하여 추정하였다. Modified Gompertz와 first order kinetic model 모두 유기성폐기물에 대한 메탄생성과 관련된 BMP 실험결과를 잘 모사하였으며, 메탄생성량은 Modified Gompertz model에서는 238.
BMP 실험을 통해 생산된 메탄가스의 누적생산 곡선을 Modified Gompertz model(Eq-5)과 First-order kinetic model(Eq-6)에 적용하여, 이들 모델식에 포함된 각종 파라메타를 시행 오차법에 의한 최적적합법을 활용하여 추정하였다.
하수슬러지, 음폐수에 대한 물리화학적 특성을 파악하기 위해 COD_Cr, 중금속함량, 강열감량, 원소분석을 실시하였다. COD_Cr, 중금속 함량(Cu, Pb, As, Cr⁶⁺, Cd, Hg)은 수질오염공정 시험방법에 준하여 실시하였고, 강열감량은 폐기물 공정시험방법에 따라 대상시료의 수분, 가연분, 회분 함량을 각각 무게 %로 나타냈다. 원소분석은 조사대상 시료를 105 ℃에서 건조시켜 수분을 제거하고 0.

성능/효과

1. 혐기성 소화의 주요 조건 중 하나인 C/N비의 경우 하수슬러지는 5.40으로 낮게 나타난 반면 음폐수는 21.84로 높게 나타났다. C/N비가 낮을 경우 혐기성소화의 저해 요인으로 작용될 수 있기 때문에 음폐수의 높은 유기물 농도 및 C/N 비를 활용하여 메탄가스 발생량 증가시킬 수 있었다.
2. 병합소화 가능성 검토 시 고려해야 할 규제 유해물질 중 하나로 환경성 검토를 위한 중금속 분석 결과, As, Cr⁶⁺은 모두 불검출 되었으며, Cd, Cu, Pb, Hg은 EU standard의 혐기 소화조건을 만족하였다.
3. 이론적 메탄가스 발생량 예측수식을 적용하여 메탄 및 바이오가스 발생량을 산정한 결과 하수슬러지 단일 혐기소화의 경우 305.6 mLㆍCH4/gㆍVS, 689.4 mL⋅Biogas/gㆍVS의 메탄, 바이오가스가 발생하였다.
4. BMP 실험 결과 1:9, 3:7, 5:5 비율로 병합 처리한 경우 각각 약 233, 298, 344 mLㆍCH₄/gㆍVS의 메탄가스가 발생하는 것으로 분석되었다. 음폐수 혼합비율이 높아질수록 메탄가스 발생량은 증가하였고 병합처리가 단독 혐기소화 처리에 비해 바이오가스화 가능성이 높은 것으로 분석되었다.
5. BMP 실험을 통해 생산된 메탄가스의 누적생산 곡선을 Modified Gompertz model과 first order kinetic model에 적용하여 추정한 결과, 메탄생성량은 Modified Gompertz model에서는 238.5, 302.3, 353.6 mL/gㆍVS 발생하였고 first order kinetic model에서는 242.8, 312.5, 365.5 mL/gㆍVS로 음폐수와 의 병합비율이 증가할수록 높게 나타났으며, 최대 메탄생성속도의 경우 3:7 비율에서 48.2 mL/g VSㆍday로 최대 메탄생성 속도를 보였다. first order kinetic model의 1차 반응속도상수 k값은 1:9, 3:7, 5:5 비율에 따라 0.
FWL과 SSL의 비율별 BMP 실험을 통해 생성된 누적메탄생산량을 Modified Gompertz model과 first order kinetic model에 적용하여 상관계수(R²)를 확인한 결과, Modified Gompertz model에서는 0.92, 0.98, 0.98의 상관계수를 나타냈고, first order kinetic model에서는 0.99, 0.97, 0.95의 상관계수를 보였다. 두 모델식의 3:7 비율에서 0.
/gㆍVS의 메탄가스가 발생하는 것으로 분석되었다. FWL의 혼합비율이 높아질수록 메탄가스 발생량은 증가하였고 SSL와 FWL의 혼합 비율에 따른 병합처리 시 SSL 단독 혐기소화 보다 다량의 메탄가스가 발생되었다. 이는 SSL 단독 혐기소화 보다 병합 혐기소화를 통하여 SSL의 혐기소화를 최적화할 수 있고 바이오가스화 가능성이 높은 것으로 나타났다.
FWL과 SSL을 1:9로 혼합한 시료의 경우 약 322 mLㆍCH₄/gㆍVS의 메탄가스가 발생하였으며 3:7시료에서 약 354 mLㆍCH₄/gㆍVS, 5:5 시료에서는 약 386 mLㆍCH₄/gㆍVS의 메탄가스가 발생하는 것으로 분석되었다. FWL의 혼합비율이 높아질수록 메탄가스 발생량은 증가하였으며 SSL과 FWL의 혼합 비율에 따른 병합처리 시 SSL 단독 처리에 비해 다량의 메탄가스가 발생 가능할 것으로 판단된다.
Modified Gompertz와 first order kinetic model 모두 실험결과를 잘 모사하였으며, 실험결과와 모의결과의 적합도를 나타내는 상관계수(R²)의 경우 0.92∼0.98으로 높은 상관성을 나타내었다.
BMP test를 통해 생산된 메탄가스의 누적생산 곡선을 Modified Gompertz model과 first order kinetic model에 적용하여, 이들 모델식에 포함된 각종 파라미터를 시행오차법에 의한 최적적합법을 활용하여 추정하였다. Modified Gompertz와 first order kinetic model 모두 유기성폐기물에 대한 메탄생성과 관련된 BMP 실험결과를 잘 모사하였으며, 메탄생성량은 Modified Gompertz model에서는 238.5, 302.3, 353.6 mL/gㆍVS 발생하였고 first order kinetic model에서는 242.8, 312.5, 365.5 mL/gㆍVS로 FWL와의 병합비율이 증가할수록 높게 나타났으며, 최대 메탄생성속도의 경우 FWL : SSL 병합비율 3:7에서 48.2 mL/g VSㆍday로 최대 메탄생성 속도를 보였다. 변형된 Gompertz model의 지체성장시간은 0.
SSL 단일 혐기소화에 대한 이론적 메탄가스 발생량을 예측수식을 활용하여 산정한 결과 305.6 mLㆍCH4/gㆍVS, 689.4 mLㆍBiogas/g⋅VS의 메탄가스 및 바이오가스가 생성 가능한 것으로 예측되었다.
SSL와 FWL의 병합소화 가능성 평가를 위한 BMP 실험 결과 FWL과 SSL을 1:9, 3:7, 5:5 비율로 병합 처리한 경우 각각 약 233, 298, 344 mLㆍCH₄/gㆍVS의 메탄가스가 발생하는 것으로 분석되었다. FWL의 혼합비율이 높아질수록 메탄가스 발생량은 증가하였고 SSL와 FWL의 혼합 비율에 따른 병합처리 시 SSL 단독 혐기소화 보다 다량의 메탄가스가 발생되었다.
Tchobanoglous et al., (1993)의 예측식을 적용하여 FWL과 SSL의 병합비율별 메탄가스 발생량을 산정한 결과 병합물질인 FWL의 병합비율이 증가할수록 메탄 및 바이오가스 발생량이 증가하였다. FWL과 SSL을 1:9로 혼합한 시료의 경우 약 322 mLㆍCH₄/gㆍVS의 메탄가스가 발생하였으며 3:7시료에서 약 354 mLㆍCH₄/gㆍVS, 5:5 시료에서는 약 386 mLㆍCH₄/gㆍVS의 메탄가스가 발생하는 것으로 분석되었다.
대상물질의 COD_Cr 측정결과 SSL은 14,423 mg/L, FWL은 129,610 mg/L로 약 9배 정도의 높은 농도를 나타냈다. 원소분석 결과, 혐기성 소화의 주요 조건 중 하나인 C/N비의 경우 SSL은 5.
암모니아 축적 등 불완전 혐기소화를 막기 위한 적정 C/N비의 경우 10∼30, 최적의 C/N비는 12∼16이 적절한 범위인 것으로 문헌은 보고하고 있다¹⁰⁾. 따라서 SSL과 FWL의 병합 소화는 음폐수의 높은 유기물 농도 및 C/N 비에 기인하여 단독 소화에 비해 메탄가스 발생량 증가 등 혐기성소화에 다양한 긍정적인 영향을 발생시킬 것으로 판단된다.
병합비율별 메탄가스 발생량을 산정한 결과 음폐수 : 하수슬러지를 1:9로 혼합한 시료는 약 322 mLㆍCH₄/g⋅VS의 메탄가스가 발생하였으며 3:7시료에서는 약 354 mLㆍCH₄/g⋅VS, 5:5 시료에서는 약 386 mLㆍCH4/gㆍVS의 메탄가스가 발생하는 것으로 분석되었다. 따라서 음폐수의 혼합비율이 높아질수록 메탄가스 발생량은 증가하였고 하수슬러지와 음폐수의 혼합 비율에 따른 병합처리 시 하수슬러지 단독처리에 비해 다량의 메탄가스가 발생되었다.
2 mL/g VSㆍday로 최대 메탄생성 속도를 보였다. 변형된 Gompertz model의 지체성장시간은 0.15, 1.25, 1.98 day로 FWL의 병합비율이 증가함에 따라 유기물의 농도가 증가하여 지체성장시간은 증가하였다. first order kinetic model의 1차 반응속도상수 k값은 1:9, 3:7, 5:5 비율에 따라 0.
병합비율별 메탄가스 발생량을 산정한 결과 음폐수 : 하수슬러지를 1:9로 혼합한 시료는 약 322 mLㆍCH4/g⋅VS의 메탄가스가 발생하였으며 3:7시료에서는 약 354 mLㆍCH4/g⋅VS, 5:5 시료에서는 약 386 mLㆍCH4/gㆍVS의 메탄가스가 발생하는 것으로 분석되었다.
일반적으로 혐기소화의 적정 C/N비는 10∼30 범위를 적정조건으로 제시하고 있다. 병합비율에 따른 원소분석결과 FWL의 병합비율이 1:9, 3:7, 5:5 증가할수록 C/N 비는 각각 5.97, 7.39, 9.40으로 증가 추세를 보였고 혐기소화 적정 C/N 비에 접근함을 확인할 수 있었다.
, 강열감량, 원소분석, C/N비에 대한 분석을 실시하였고 그 결과는 [Table 1]에 나타내었다. 삼 성분 분석결과, SSL의 수분함량이 98.49 %로 FWL의 함수율 89.34 % 보다 높게 나타났다.
측정결과 SSL은 14,423 mg/L, FWL은 129,610 mg/L로 약 9배 정도의 높은 농도를 나타냈다. 원소분석 결과, 혐기성 소화의 주요 조건 중 하나인 C/N비의 경우 SSL은 5.40으로 낮게 나타났다. C/N비가 낮을 경우 혐기성소화 과정에서 암모니아 농도를 높여 미생물 활성을 방해하여 혐기성소화의 저해 요인으로 작용될 수 있다.
BMP 실험 결과 1:9, 3:7, 5:5 비율로 병합 처리한 경우 각각 약 233, 298, 344 mLㆍCH₄/gㆍVS의 메탄가스가 발생하는 것으로 분석되었다. 음폐수 혼합비율이 높아질수록 메탄가스 발생량은 증가하였고 병합처리가 단독 혐기소화 처리에 비해 바이오가스화 가능성이 높은 것으로 분석되었다.
FWL의 혼합비율이 높아질수록 메탄가스 발생량은 증가하였고 SSL와 FWL의 혼합 비율에 따른 병합처리 시 SSL 단독 혐기소화 보다 다량의 메탄가스가 발생되었다. 이는 SSL 단독 혐기소화 보다 병합 혐기소화를 통하여 SSL의 혐기소화를 최적화할 수 있고 바이오가스화 가능성이 높은 것으로 나타났다.
(1998)은¹⁴⁾ 하수슬러지의 낮은 C/N비 및 생분해도는 음폐수와의 혼합으로 인해메탄가스 발생량 및 생분해도가 개선됨을 보고하였다. 이와 같이 SSL 단독소화의 경우 65.57 %의 생분해도를 나타냈으며, 1:9, 3:7, 5:5 로 FWL의 병합 비율을 높일수록 생분해도는 72.50 %, 84.33 %, 89.02 %로 증가하였다.
중금속 농도는 재활용, 해역배출 등의 처리 후 지적되는 문제점 중 하나로 병합소화 가능성 검토 시 고려해야 할 규제 유해물질이다. 환경성 검토를 위한 중금속 분석 결과 As, Cr⁶⁺은 모두 불검출 되었으며, Cd, Cu, Pb, Hg은 EU standard의 혐기소화조건을 만족하였다. FWL+SSL(SSL-mix)은 1:9, 3:7, 5:5의 병합비율로 BMP test 후 잔재물에 대한 중금속 함량을 나타낸 것으로 1:9, 3:7, 5:5 비율로 병합실험 후 발생한 혐기소화 잔재물을 혼합하여 중금속 함량을 측정하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	음폐수는 어떤 과정에서 많이 발생하는가?	1)가 전면금지되고 있다1,4). 음폐수는 음식물류폐기물을 처리하는 과정에서 나오는 폐수로 일반적으로 음식물류 폐기물을 사료⋅퇴비화 방법 등으로 재활용하는 과정에서 많이 발생한다. 따라서 유기성폐기물의 해양투기 금지 및 에너지화 정책에 따라 육상처리 및 재활용처리 등의 방안마련이 시급한 시점이며 사료화와 퇴비화의 경우 음식물의 높은 함수율로 인해 실효성이 낮은 것으로 평가받고 있어 정부는 바이오가스화 방식을 확대하려 하고 있다2).
	유기성폐기물의 육상 직매립이 금지된 이유는 무엇인가?	2005년부터 육상 매립 시 발생하는 침출수 및 악취 등의 환경적 영향 때문에 유기성폐기물의 육상 직매립이 금지되었고 2012년 하수슬러지, 가축분뇨, 2013년 음폐수, 분뇨 등 2006년 발효된 런던협약에 따라 유기성폐기물의 해양투기(‘13.1)가 전면금지되고 있다1,4).
	바이오가스화 방식이란 무엇인가?	유기성폐기물의 혐기소화를 이용한 바이오가스화는 폐기물의 처리 및 에너지원인 메탄가스를 생산하는 효과적인 처리 방법이다. 2011년 발생량 기준으로 음식물쓰레기의 4.

참고문헌 (14)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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