초록 ▼

Ⅰ. 서 론

하수슬러지와 음식물류폐기물을 포함한 유기성폐기물은 도시의 산업화, 인구 증가에 따라 그 규모와 발생량이 증가하고 있는 추세이다. 하수슬러지의 경우, 2003년 이후로 연평균 4.6 %씩 꾸준히 증가하여 2014년 기준 597개소 하수처리장에서 약 10,112.7 ton/d 정도 발생되었다. 같은 해 음식물류폐기물은 총 생활폐기물 발생량의 27.4 %인 13,697.4 ton/d 규모로 배출되었다.

2012년 이후 음식물류폐기물을 필두로 해양투기가 전면 금지되면서 유기성 폐기물의 육상처리와 신재생

Ⅰ. 서 론

하수슬러지와 음식물류폐기물을 포함한 유기성폐기물은 도시의 산업화, 인구 증가에 따라 그 규모와 발생량이 증가하고 있는 추세이다. 하수슬러지의 경우, 2003년 이후로 연평균 4.6 %씩 꾸준히 증가하여 2014년 기준 597개소 하수처리장에서 약 10,112.7 ton/d 정도 발생되었다. 같은 해 음식물류폐기물은 총 생활폐기물 발생량의 27.4 %인 13,697.4 ton/d 규모로 배출되었다.

2012년 이후 음식물류폐기물을 필두로 해양투기가 전면 금지되면서 유기성 폐기물의 육상처리와 신재생 에너지원으로서 효과적 활용에 대한 정책 추진과 연구가 진행되어왔다. 매립, 소각을 포함한 육상처리 방법 중, 바이오가스화는 혐기소화 과정에서 신재생 에너지원인 메탄가스를 생산하는 시설로 현 상황에 대응하는 새로운 방안으로 각광받고 있다.

국내 하수처리장의 바이오가스화 시설은 낮은 농축율로 인한 저농도 유입수, 공정 흐름별 운영기술 습득에 대한 노하우 부족 및 관리 미숙으로 인하여 소화 효율이 미국 등 선진국 대비 약 54.2 % 에 불과한 실정이다. 환경부는 바이오가스화 효율을 증진하고 하수슬러지를 바이오매스로 활용하기 위하여 2010년부터 전국적으로 에너지자립화 사업을 추진하였다. 특히 혐기소화조가 미설치된 하수처리장을 대상으로 음식물류폐기물과 병합소화시 연계 하수처리장의 유입 수질 등을 사전에 검토한 후 신규 소화조를 건설을 진행하고 있다.

국내 운영 중인 하수슬러지 바이오가스화 시설의 바이오가스 발생량은 10.52 m³/ton으로 음식물류폐기물 111.6 m³/ton, 음폐수 50.47 m³/ton에 비해 현저히 적은 양을 생산하고 있어 바이오가스화 시설의 적정 효율 기준을 충족하지 못하고 있다. 따라서 하수슬러지와 고농도 음식물류폐기물 및 음폐수를 병합소화하여 유기성폐기물의 단점을 상호 보완하고 혐기소화조의 운전 효율 개선 및 안정적인 운영을 도모해야 한다. 본 연구에서는 하수슬러지 및 음식물류폐기물의 고유한 특성을 고려하여 바이오가스화 시설의 공정별 설계·운영 가이드라인을 제시하고자 한다.

(출처 : 본문 서론 7p)

Abstract ▼

According to the in social aspects such as population growth, urbanization and industrialization, amount of organic wastes (containing sewage sludge and food waste) has been increased annually in South Korea. In 2014, sewage sludge was generated 10,112.7 ton/d with annual growth rate 4.6 % for the l

According to the in social aspects such as population growth, urbanization and industrialization, amount of organic wastes (containing sewage sludge and food waste) has been increased annually in South Korea. In 2014, sewage sludge was generated 10,112.7 ton/d with annual growth rate 4.6 % for the last decade. Food waste was produced 13,697.4 ton/d which occupied 27.4 % of municipal wastes in Korea.

Ocean dumping and direct landfill of organic waste have been prohibited in accordance with the policy formulation since 2012. The biogasification is getting interested and emerged as a new substitute counter plan for treating organic waste and solving these situations. The government was conducted the master plan named ‘energy-independent project’ to improve and increase the efficiency of anaerobic digestion system in sewage treatment plants. However, most of biogasification facilities were not satisfied with current regulations and criteria. Therefore the objective of this study is suggested the design/operation guideline for increasing biogasification efficiency through the field investigation and various analysis.

To setup the specific guideline for biogasification facilities, precision monitoring of operation factors, metagenome analysis and lab-scale experiments were conducted. On the basis of investigation results, detail consideration of biogasification facility treating sewage sludge and food waste (leachate) were presented in technical guidelines reflecting actual cases. Capacity of biogasification facility (considering additional capacity about 10~30 %), design and operational factors (OLR, methane yield and VFAs concentration limit) were also determined in technical instructions in this study.

(출처 : Abstract 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 표목차 ... 4
• 그림목차 ... 5
• Abstract ... 6
• Ⅰ. 서 론 ... 7
• Ⅱ. 연구내용 및 방법 ... 8
• 1. 연구방법 체계 및 흐름 ... 8
• 2. 현장조사 ... 9
• 3. 정밀모니터링 ... 10
• 가. 분석방법 ... 11
• 4. 분자생물학적 군유전체 (metagenome) 분석 ... 13
• 5. 음폐수와 하수슬러지의 병합처리 바이오가스화 효과 기초조사 ... 14
• Ⅲ. 연구결과 및 고찰 ... 15
• 1. 현장조사 결과 ... 15
• 2. 정밀모니터링 결과 ... 16
• 가. 삼성분 및 유기물분해율 (VS 기준) ... 16
• 나. CODcr 및 영양성분 (단백질, 지방, 탄수화물) ... 17
• 다. 원소함량 분석결과 ... 17
• 라. 저해요인 ... 18
• 마. 메탄가스 발생량 ... 20
• 3. 분자생물학적 군유전체 (metagenome) 분석 ... 21
• 4. 음폐수와 하수슬러지의 병합처리 바이오가스화 효과 기초조사 ... 22
• Ⅳ. 하수슬러지 병합처리 바이오가스화 시설의 기술지침(안) ... 25
• 1. 바이오가스화 공정 흐름 ... 25
• 2. 설계시 적용사항 ... 26
• 가. 시설용량 산정 ... 26
• 나. 공정흐름별 설계 고려사항 ... 26
• 3. 운전시 적용사항 ... 29
• 가. 운전 인자 ... 29
• 나. 제한대상물질 ... 30
• 다. 운전모니터링 방안 ... 32
• 4. 시운전 및 성능보증 ... 32
• Ⅴ. 결 론 ... 34
• 참 고 문 헌 ... 36
• 부 록 ... 39
• 끝페이지 ... 81