• 유기물자원화
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• 제24권2호
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• pp.41-49
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• 2016

P시에서는 음폐수 처리를 위해 병합처리시설을 설치하였으나, 음폐수 발생량 대비 처리용량이 부족한 실정이다. 또한 병합처리시설 방류수는 인근 바다로 직방류 되고 있어 환경적 문제가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 P하수처리장을 대상으로 P시 발생 음폐수 처리 초과 분량 및 병합처리시설 방류수 연계처리 가능성을 검토하였다. 예상 가능한 4개의 시나리오를 세운 후, 각각의 최대 음폐수 및 병합처리시설 방류수 허용 투입량을 산정 하고, 투입 후 P하수처리장 유입수 성상 변화및 시나리오별 예상 처리비용을 비교 하였다. 검토된 모든 시나리오에서 환경부의 음폐수 병합처리 업무지침을 준수하면서 음폐수 및 병합처리시설 방류수 대부분을 P하수처리장에 연계 처리 가능하며 하수처리장 부하에도 큰 영향을 주지 않을 것으로 산정 되었다.

• 유기물자원화
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• 제18권1호
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• pp.47-56
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• 2010

현재 전국에는 255개의 음식물류 폐기물 자원화시설이 공공시설(95개소) 및 민간시설(160개소)에 의하여 운영되고 있으며, 이들 시설들은 97년도부터 지속적으로 설치되고 있다. 정부에서는 설치 및 운영에 관한 지침과 설치검사기준 등을 정하여 시행하고 있으나, 시설 설치 절차에 따른 세부적인 검토사항, 설계, 공정기준 등이 명확하지 않아 운영관리 체계 미흡, 처리효율 저하, 시설 하자 등이 문제점이 발생되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 이들 문제점을 최소화하기 위한 시설 운영방안을 제시하기 위해 음식물 공공자원화시설 95개소를 대상으로 설문 및 현장방문조사를 실시하였다. 조사결과 전처리시설에서는 2계열 및 호퍼덮개 미설치, 음식물 과적 및 이송 물량 과다, 주처리시설은 운전미숙으로 인한 2차 환경오염발생, 과다 음식물투입으로 시설효율 저하, 시설운영상 부적합한 운전관리 기준 등이 문제점으로 조사되었다. 악취 및 음폐수(음식물류폐기물 처리과정 중 발생 폐수) 처리시설에서는 운영미숙, 주기적인 점검 부족, 처리시설 용량 부적절 등이 문제점으로 조사되었다. 이와 같이 조사되어진 문제점을 근거로 하여 효율적인 운영방안을 제시하였으며, 향후 음식물류 폐기물 자원화시설을 설치 및 운영하는데 있어 처리효율 제고, 시행착오 및 하자를 최소화할 수 있을 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제27권1호
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• pp.57-64
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• 2019

유입하수와 기존 연계처리수(축산폐수, 분뇨, 음폐수 등)에 더하여 슬러지탄화시설에서 발생되는 유출수가 추가로 유입되며 질소성분의 처리에 어려움을 겪고 있는 하수처리시설을 대상으로 연계처리가 처리효율에 미치는 영향을 조사하였다. 하수처리시설에 유입되는 연계처리수의 부하량(kg/d)을 산출한 결과, BOD 및 COD의 경우 음폐수와 축산폐수가 차지하는 비중이 상대적으로 크게 나타났고, T-N과 $NH_3-N$은 탄화공정수가 차지하는 비중이 가장 큰 것을 확인할 수 있었다. 탄화공정수가 방류수질에 미치는 영향을 분석하기 위하여 탄화공정수 유입 유무에 따른 공정별 처리효율을 분석결과, 호기조에서 $NH_3-N$의 질산화율이 탄화공정수가 유입되지 않는 경우 89%이었으나 탄화공정수가 유입되는 경우 55%로 낮아져 탄화공정수 유입시 질산화효율이 현저히 떨어지는 것을 확인하였다. 탄화공정수 유입으로 인한 질소 및 암모니아 부하량 증가 및 이로 인한 제거율 악화를 해결하기 위해서는 탄하공정수의 전처리를 통해 질소성분의 부하를 낮추어야 할 것으로 판단된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.245-245
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• 2010

우리나라 생활폐기물 중 음식물쓰레기는 가장 많은 부분을 차지하고 있다. 또한, 음식물쓰레기에서 발생되는 음폐수의 발생량은 8,926톤/일에 달하고 있지만, 이 중 극히 일부만이 하수처리장 등에서 병합 처리되고 있고 대부분은 해양 투기되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 독일 GBU사로부터 중온/습식/이상 혐기성 소화 기술을 도입하여 HADS Pilot Plant를 설치하였고, 2008년 3월부터 국내 음폐수 및 음식물쓰레기에 적합한 최적의 운전기술을 확보하기 위한 Pilot Test를 실시하였다. 본 실험에 사용된 HADS Pilot Plant는 산발효조($6m^3$), 메탄발효조($50m^3$), 안정화조/가스저장조($40m^3$)그리고 가스 소각기로 구성되어 있다. 그리고 적용 음폐수 및 음식물쓰레기는 경기도 Y군에 위치한 사료화 시설에 반입되는 것을 이용하였는데 음폐수는 평균 TS 13.5%, VS 80%, pH $3.7{\pm}0.2$의 성상을 나타내었다. 이를 이용해 계단식으로 유기물 부하를 증가시키면서 $4kgVS/m^3/d$까지 적용하며 중온 상태에서 혐기성 소화를 실시한 결과, $0.8Nm^3/kgVS_{rem}/d$의 바이오가스 회수 및 85%의 VS 감량이 가능함을 확인하였다. 그리고 음식물쓰레기는 음폐수와 달리 1차 파쇄/선별기 및 배관상에 설치되는 2차 미세파쇄/선별기를 통한 전처리를 실시하였고, 1차 파쇄/선별 후 평균적으로 TS가 17.4%, VS는 81%, pH는 $3.85{\pm}0.2$의 성상을 나타내는 음식물쓰레기를 2차 미세파쇄/선별기를 거쳐 Pilot Plant의 산발효조에 투입하여 중온상태에서 혐기성 소화를 실시하였다. 음폐수 적용시와 마찬가지로 계단식으로 유기물 부하를 증량하면서 $4kgVS/m^3/d$까지 적용하여 운전하였고, 그 결과 약 $0.9{\sim}1.2Nm^3/kgVS_{rem}/d$의 바이오가스 회수와 85~87%의 VS 감량 효율을 확인하였다. 음폐수와 음식물쓰레기의 혐기성 소화 실험 결과, 제거된 VS량을 기준으로 보았을 때, 음식물쓰레기에서 더 많은 바이오가스 발생하였는데 이는 음식물쓰레기에 존재하는 고형물이 미생물들의 서식 공간으로 활용됨에 따라 혐기성 소화 과정에서 일어나는 혼합 발효 및 공영양 대사가 음폐수 대비 좀 더 수월하게 일어날 수 있게 된 데에 따른 결과라고 생각된다. 당사의 HADS Pilot Plant test에서는 계단식의 순차적인 유기물 부하 증량과 총VFA/총 알카리도 비율을 0.3~0.4 수준이하로 유지하며 운전함에 따라 음폐수와 음식물 모두에서 안정적으로 $4kgVS/m^3/d$까지의 유기물 부하 적용이 가능하였다. 또한, 생산된 바이오가스 내 메탄의 함량은 60~65%를 유지하였으며, 메탄발효조의 pH는 별도의 조절이 없이도 운전기간 동안 평균 7.8~7.9 수준을 유지하였다. 이처럼 pH 3.7~3.8의 음폐수 또는 음식물쓰레기의 투입에도 안정적인 완충능력을 보여준 것은 소화조 내에서 기질로부터 분해되어져 나오는 암모니아와 이산화탄소가 강력한 버퍼 시스템을 구축하고 있음에 따른 결과로 사료된다. 그리고 음폐수와 음식물쓰레기의 경우 모두 85%이상의 높은 VS 제거율을 보여주었는데 이는 당사의 HADS Pilot Plant 소화조의 구조가 내통과 외통으로 구분되어져 있음에 따라 plug flow + CSTR의 특징을 가짐에 따른 결과로 판단된다. 상기한 결과를 바탕으로 향후에는 $5kgVS/m^3/d$ 수준의 유기물 부하 적용운전도 계획하고 있다.

• 유기물자원화
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• 제24권2호
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• pp.59-66
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• 2016

본 연구는 음폐수를 대상으로 산발효와 메탄발효가 일체형으로 구성된 혐기성소화방식에 대한 경제적, 기술적 타당성 검토를 위함이며, 이를 위해 현재 운영 중인 24톤/일의 시설 운영현황 분석을 실시하였다. 실험 결과, 음폐수 내에 VS 기준 유기물 제거율은 73.7%로 분석되었으며, 바이오가스는 평균 $1,239m^3$/일($54.4m^3$/톤-투입음폐수)이 생산되었다. 일체형 소화조는 구조 특성상 분리형 2상 소화조 대비 설치 면적과 소요 열량이 각각 15.9%~47%, 11.6%~17.8%의 절감 효과가 있는 것으로 나타났다. 이상의 운전결과를 종합해보면, 분리형 소화 방식 대비 소요부지면적 축소, 시설비 절감 등의 이점이 기대되는 일체형 2상 혐기성소화 방식은 보다 상용화된 대형 플랜트로의 적용 타당성이 높을 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제20권4호
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• pp.97-105
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• 2012

본 연구는 음식물류 폐기물의 처리과정에서 발생하는 음식물류 폐수를 생활폐기물 소각시설에서 생활폐기물과 음식물류폐수를 혼합하여 소각처리 방법과 소각시 음식물류 폐수를 이용한 질소산화물 제거 및 배출가스의 영향등을 조사하였다. 해양투기용으로 발생된 음식물류폐기물 폐수는 성상이 94-96%의 함수율을 갖고 있다. 음식물류폐기물 폐수를 주입하였을 때 소각로 출구 온도는 $897^{\circ}C$이였으며, 평상시는 $925^{\circ}C$로 약 $28^{\circ}C$도 떨어졌다. 음식물류폐기물 폐수를 각각 $200{\ell}/hr$, $300{\ell}/hr$ 투입시 질소산화물의 평균배출농도는 각각 50ppm, 46ppm 이었다. 연관식 폐열보일러는 음식물류 폐수의 투입량이 많을수록 튜브 막힘 현상이 있었으며, 막힘 튜브는 압축공기를 이용한 튜브 청소로 원상태를 유지 할 수 있어 연속적 소각에는 방해가 되지 않았다. 유기성 폐기물인 음식물류 폐수의 자원화 처리방법과 더불어 기존 소각시설을 이용한 소각처리가 육상처리의 한 방법으로 자리매김 할 수 있으며, 소각시 배출가스의 질소산화물이 제거됨으로써 질소산화물 제거용 암모니아, 요소수 등 화학약품비용 절감하는 효과도 있는 것으로 나타났다.

• 유기물자원화
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• 제25권3호
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• pp.91-98
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• 2017

본 연구는 유기성폐자원 (가축분뇨, 음식물류폐기물, 음식물류폐수 등)을 병합 소화하는 시설을 대상으로 적정 설계 기준치를 충족하기 위한 설계 및 운전 기술지침서 마련하고자 현장조사와 정밀모니터링을 실시하였다. 현장조사시 정상적으로 운영 중인 9개의 혐기소화시설과 사육돈 종류에 따른 가축분뇨 발생원 (농가) 14곳을 정밀모니터링 대상으로 선정하였으며 삼성분, 영양성분 (탄수화물, 단백질, 지방), 휘발성지방산, 질소 등에 대한 물리화학적 분석을 실시하였다. 가축분뇨 바이오가스화 시설로 반입되는 유기물의 휘발성고형물 농도는 (Volatile solids, VS) 단독처리시 2.81 %, 음식물류와 병합처리시 5.92 %로 조사되었으며, 유기물분해율은 단독처리 대비 20.5 % 증가된 63.6 %의 제거율을 보였다. 영양물질 결과를 바탕으로 이론적 메탄수율과 실제 현장에서의 메탄수율을 비교한 결과, VS 기준 실제 메탄수율은 이론값 대비 72 %에 해당하는 $0.36Sm^3CH_4/kgVS$로 실측되었다. 농가발생원의 총고형물 농도를 분석한 결과, 자돈 및 이유돈은 5.6 %로 가장 낮았으며 육성돈, 비육돈, 모돈 등은 약 11~13 %로 높은 유기물 함량을 보였다. 또한 가축분뇨에는 모래, 가축털 뭉치 등의 이물질이 존재함으로 혐기소화 과정에서 스크리닝 등의 전처리 과정을 사전에 실시하여야 한다. 음폐수와 가축분뇨의 혼합비율을 달리하여 운전한 연속식 반응기를 통해 병합처리 효과에 따른 적정 혼합비율을 도출하고자 하였다. 연속식 반응기 실험에서 가축분뇨와 음폐수의 혼합비율을 100:0, 80:20, 40:60, 20:80으로 설정하여 진행하였을 때, 60:40~40:60의 범위에서 적정 혐기소화 조건 (100 gTS/L 이하, 알칼리도 1 gCaCO3/L 이상, C/N비 12.0~30.0 등)에 부합하는 실험결과를 도출하였다.

• 유기물자원화
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• 제25권2호
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• pp.91-100
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• 2017

본 연구는 유기성폐자원 (가축분뇨, 음식물류폐기물, 음식물류폐수 등)을 병합 소화하는 시설을 대상으로 적정 설계 기준치를 충족하기 위한 설계 및 운전 기술지침서 마련하고자 현장조사와 정밀모니터링을 실시하였다. 정부의 중장기 바이오가스화 정책에 따라 폐자원의 자원화 시설 확충이 활발히 추진되고 있다. 하지만 저농도 유기물을 함유하는 가축분뇨의 원료적인 한계점으로 인하여 최근 신규 혐기소화시설 설치 없이 기존시설을 활용하는 병합처리 바이오가스화에 대한 관심이 증가하고 있는 실정이다. 따라서 현재 운영 중인 바이오가스화 13개소를 대상으로 공정별 특징 및 문제점을 분석하고 혐기소화조 현장 시료의 계절별 정밀모니터링을 실시하여 바이오가스화 공정 흐름에 따른 설계 운영 가이드라인을 제시하였다. 현장조사 수행 결과, 반입 공급 공정에서 계절별 유입물의 총고형물 농도 편차, 농가 종류에 따른 유입물 성상의 비균일성 등이 바이오가스 생산 이용 공정에서는 바이오가스의 적정 제습, 황화수소 전처리 등이 주요 문제점으로 조사되었다. 특히 가축분뇨 단독 및 병합처리 바이오가스화 시설은 최종 혐기소화 유출액이 액비화 공정을 거치므로 수요처로의 공급 및 액비저장조의 적정규모 산정이 선제되어야 한다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권5호
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• pp.1106-1115
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• 2020

막 분리 운전방식에 따른 음폐수 소화가스의 도시가스용 바이오메탄 생산연구를 상업용 시설을 대상으로 수행하였다. 연구결과 바이오메탄의 순도는 4SBR과 3SDR 모두 98.9%를 달성할 수 있었다. 소화가스 내 메탄 회수율은 4SBR 88.1%, 3SDR 79.4%이었고, 처리 소화가스량 대비 바이오메탄 생산율도 4SBR이 53.5%로 3SDR의 49.4%보다 높았다. 그러나 막 분리시설에 공급되는 가스 중 반송가스의 비율은 4SBR이 56.5%로 3SDR 보다 두 배가량 컸으며, 이로 인해 최대 처리량에 있어서는 3SDR이 양호한 결과를 보였다. 따라서 소화가스 200 N㎥/day 이하는 4SBR, 240 N㎥/day 이상에서는 3SDR이 경제성이 좋은 것으로 판단되었다. 공정 운전변수들의 평균값 대비 운전 값들의 상대편차는 전반적으로 4SBR이 컸으며, 또한 주 운전조절 수단인 바이오메탄 인출압력 대비 주요 지표들의 상관관계에 있어서는 3SDR가 보다 직접적인 관계를 보여주었다.

• 유기물자원화
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• 제25권3호
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• pp.99-111
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• 2017

본 연구는 유기성폐자원 (가축분뇨, 음식물류폐기물, 음식물류폐수 등)을 병합 소화하는 시설을 대상으로 적정 설계 기준치를 충족하기 위한 설계 및 운전 기술지침서 마련하고자 현장조사와 정밀모니터링을 실시하였다. 현장조사시 도출된 결과를 바탕으로 설계 및 운전 사항, 모니터링 항목 및 주기, 시운전 기간 등 바이오가스화 시설의 전반적인 가이드라인을 제시하였다. 초기 혐기소화 처리용량 설계시 유입 원료별 배출 특성을 고려하여 처리용량의 10~30 %의 여유율을 적용하였다. 공정별 설계 지침의 경우, 반입 및 전처리 설비의 유기물 반입 농도를 TS 10 % 이하로 제한하고 혐기소화조 운전시 저해요인 제한 농도을 제시하였다. 또한 병합기준 유기물부하율 $1.5{\sim}4.0kgVS_{in}/(m^3{\cdot}day)$, 소화가스 이용설비는 탈황 및 제습 방법, 호기액비화조의 적정 설계 운영인자 등을 제안하였다. 바이오가스화 시설의 운전인자는 pH (산발효조 4.5~6.5, 메탄발효조 6.0~8.0), 온도변화폭 $2^{\circ}C$ 이내, 휘발성지방산과 암모니아를 각각 3,000 mg/L 이하로 유지할 것을 권장하였다.