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열적가용화공정을 이용한 하수슬러지의 가용화 특성 및바이오가스 생산량 평가

A Study on Characteristics of Solubilization and Biogas Production for Sewage Sludge using Thermal Pretreatment

이종인|이창열|장순웅|정성엽|연호석
한국자원리싸이클링학회|2015.04|자원리싸이클링 (Resources Recycling)|제24권 제2호|pp. 46-54|DOI http://dx.doi.org/10.7844/kirr.2015.24.2.46

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Anaerobic digestionSewage sludge바이오가스Biogas하수슬러지Biochemical methane potential혐기성소화열적가용화잠재적 메탄 생산량Thermal pre-treatment
주제분류자원공학

초록

본 연구는 하수처리장에서 발생되는 생슬러지와 잉여슬러지를 대상으로 열적가용화 공정의 적용성을 평가하였다. 열적가용화 효율 및 특성평가는 각 슬러지를 대상으로 100 ~ 220oC 온도범위에서 30분간 전처리를 수행한 후 실시되었다. 그 결과, 가용화 온도가 상승함에 따라 SCODCr, NH4 +,VFAs 농도가 증가하는 경향을 확인할 수 있었다. 또한 COD 가용화효율 평가 결과, 온도 상승에비례하는 경향이 나타나 열적가용화에 의해 가수분해 및 산발표 단계를 촉진시킨 것으로 판단된다. BMP (Biochemical Methane Potential) 실험을 통해 생슬러지의 경우 220oC에서 가장 높은 biogas 생산량을 보여주었으나, 증가율은 5.6%로 열적가용화에 의한효과가 미미한 것으로 나타났다. 반면 잉여슬러지의 경우 최대 38.8% (180oC) 증가하여, 열적가용화 공정은 잉여슬러지에 대한 적용성이 더욱 우수한 것으로 나타났다.

Abstract

In this study, an applicability of thermal pretreatment for primary and secondary sludge, which are generated in a sewage treatment plant, was evaluated. The efficiency and charateristics was investigated with each sludge after pretreatment under the condition of 100~220oC for 30 minutes. As the result, it was found that SCODCr, NH4 +, VFAs concentrations increased as the pre-treatment temperature increased. For COD solubilization, it was also highly dependent on an increase of temperature resulting in acceleration on hydrolysis and acid fermentation. In the BMP (Biochemical Methane Potential) experiment, for the primary sludge, it showed the higher biogas production rate at a temperature of 220oC, however, the effect was insignificant (5.6%). Whereas, for the secondary sludge, the increase on biogass production rate was 38.8% (180oC) and this means that the secondary sludge is more suitable for an applicability of thermal pretreatment.

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