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음식물류폐기물의 성상별 온도변화에 따른 혐기성소화 효율 비교 연구

Comparison of Anaerobic Digestion Efficiency with Different Temperature of Food Wastes

한국물환경학회지 = Journal of Korean Society on Water Environment, v.35 no.4, 2019년, pp.332 - 339  

황광현 (GS건설 건축환경연구팀) ,  김동익 (고려대학교 건축사회환경공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

A comparative study on the anaerobic digestion efficiency according to the temperature change was conducted considering the characteristics of domestic food wastes with high water content of about 80 % or more. The substrate was tested for anaerobic digestion efficiency in two substrates, a liquid c...

주제어

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 음식물류폐기물과 음식물류폐기물의 액상성분을 처리하는 혐기성소화 공정에서 온도에 변화를 주어 소화효율을 비교하는 연구를 수행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
  • 식종 미생물을 기존에 처리하고 있는 기질과 다른 성상의 기질에 적용하는 경우 그리고 다른 온도에서 운전할 경우, 소화효율을 예측하기는 쉽지 않다. 이에 본 연구에서는 하수처리장의 중온 소화슬러지를 채취하여 식종 미생물로 적용함으로써, 음식물류폐기물을 기질로 하는 다양한 온도조건에서의 혐기성소화의 효율에 대한 연구를 수행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
음식물류폐기물 및 음폐수가 혐기소화공법을 통한 바이오가스 생산에 적합한 이유는? 또한 국내 음식물류폐기물의 성상 특징으로써 많은 양의 수분(일반적인 수분함량 80 % 이상)을 포함하고 있기 때문에 액상성분이 많은 부분을 차지하고 있으며, 이러한 액상성분의 음식물류폐기물을 효과적으로 처리하기 위하여,최근 들어서는 국내 음식물의 고형물과 액상물을 분리하여 혐기소화하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 실규모 플랜트의 운전도 진행되고 있다. 이러한 음식물류폐기물 및 음폐수는 단백질, 지방, 탄수화물 등 고농도 유기물을 포함하고 있어 혐기소화공법을 통한 바이오가스 생산에 적합하다(Bong et al., 2018; Xu et al.
음폐수란? 음폐수는 음식물류폐기물을 처리하는 과정에서 발생되는 고농도 유기물질로써, 음식물류폐기물의 사료화 및 퇴비화와 같은 재활용 과정에서 세척수와 음식물 자체의 수분이 탈리되어 발생한다. 우리나라의 일일 음폐수 발생량은 9,300 여톤에 달하며, 연간 발생량은 340만톤에 육박한다.
혐기성소화 공정에서 온도에 변화를 주어 소화효율을 비교하는 연구를 수행한 결과 어떠한 결론을 얻었는가? 1) 음식물류폐기물과 그로부터 발생되는 액상성분의 경우, 모두 55 °C의 고온조건에서 소화효율이 가장 높게 나타났으며, 액상성분의 연구결과 45 °C의 중고온 조건은 35 °C의 중온 조건에서보다 소화효율이 낮은 것으로 나타났다. 따라서 음식물류폐기물 특히 액상성분을 혐기성소화공법으로 처리할 경우, 중고온(45 °C)보다는 중온 및 고온조건이 소화효율에서 더 유리할 것으로 판단된다. 2) 식종으로 사용한 혐기성소화 슬러지에서 확인된 중온 및 고온 혐기성 미생물들과 고온에서 기질 이용성이 높은 상황이 되는 원인들이 복합적으로 작용하여, 소화효율에 영향을 주었을 것으로 생각된다. 3) 본 연구결과, 음식물 액상성분 및 음식물류폐기물의 단상 혐기성소화공정에서 처리가 가능한 최대 부하량은 중온 조건에서 각각 3.2 kgVS/m3.d, 5.1 kgVS/m3.d, 고온 조건에서는 각각 4.0 kgVS/m3.d, 6.4 kgVS/m3.d로 측정되었다. 4) 일반적인 음식물 혐기소화에서 30일의 체류시간이 요구되는 것에 비해, 액상성분은 15일 이내의 체류시간에서도 안정적인 소화효율을 나타내었다. 따라서 음식물의 액상성분과 고형물성분을 분리하여 소화하였을 때, 액상성분 소화조에서의 빠른 처리효율을 기대할 수 있다.
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