초록 ▼

○ 급격하게 증가하고 있는 하수처리시설의 폐 활성슬러지를 활용하는 방법의 하나인 혐기성소화가 각국에서 적용되고 있지만, 이 공정의 가수분해과정과 메탄 생성과정의 불균형에 의해 처리효율은 물론 바이오가스 생산량도 감소하고 있다.

○ 이러한 불균형을 해소하기 위해서 ①투입 원료의 유기물 부하를 감소시키거나, ②탄소/질소의 비를 조절하며, ③pH를 조절하는 완충시스템을 도입하거나, ④가수분해와 산성화의 두 단계를 분리하며, ⑤메탄생성균의 성장을 촉진시키는 미량 원소를 추가하는 방법 등이 제시되어왔다.

○ 급격하게 증가하고 있는 하수처리시설의 폐 활성슬러지를 활용하는 방법의 하나인 혐기성소화가 각국에서 적용되고 있지만, 이 공정의 가수분해과정과 메탄 생성과정의 불균형에 의해 처리효율은 물론 바이오가스 생산량도 감소하고 있다.

○ 이러한 불균형을 해소하기 위해서 ①투입 원료의 유기물 부하를 감소시키거나, ②탄소/질소의 비를 조절하며, ③pH를 조절하는 완충시스템을 도입하거나, ④가수분해와 산성화의 두 단계를 분리하며, ⑤메탄생성균의 성장을 촉진시키는 미량 원소를 추가하는 방법 등이 제시되어왔다.

○ 메탄생성균의 활성을 촉진시키는 미량 원소에는 Co, Ni과 Fe이 여러 혐기성 소화시설에서 실험되었거나, 본고에서는 가장 저가의 철염인 염화제이철(FeCl3)을 투입해서 과잉의 휘발성 지방산에 의한 악영향을 제거하는 실험을 기술하고 있다.

– FeCl3 투입시기를 실험시작 후의 0시간(R2), 36시간(R3), 72시간(R4), 108시간(R5)과 144시간(R6)로 구분하고 FeCl3을 투입하지 않은 대조군(R1)과 최고의 휘발성 지방산, 바이오가스 생성량을 비교했다.

– 총 바이오가스 생성량은 R1보다 146.7%나 더 높은 수치를 기록한 R4가 가장 높고 다음으로 R3, R5, R2, R6 순서이었다.

– 최고 휘발성 지방산은 R1(6일째), R2(9일째), R3(12일째), R4(18일째), R5(15일째)와 R6(18일째)에 각각 9,210±310, 9,600±270, 12,590±310, 12,170±380, 15,530±310과 12,440±370㎎/L이었다.

○ 국내에서도 2010년에 강원대학교의 안종화 교수가 극초단파를 이용한 혐기성 소화법을 개발했고, 2011년에는 (주)에이알케이가 고 농축된 슬러지와 오존처리를 도입해서 소화효율을 향상시킨 사례가 있지만, 본고와 같이 운전인자를 조절하는 간단한 처리방안도 연구할 필요가 있다고 본다.