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습공기제어시스템 적용 음식물류 폐기물 분해소멸 장치의 운전효율
정철진(Cheoljin Jeong),박세용(Seyong Park),송형운(Hyoungwoon Song) 한국열환경공학회 2019 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2019 No.춘계
음식물류 폐기물과 같은 유기성 폐자원은 잠재적 에너지가 크기 때문에 안정적인 친환경 처리와 동시에 에너지로 활용하기 위한 기술개발이 필요하다. 본 연구에서는 음식물류 폐기물의 처리 효율 향상을 위해 분해·소멸 장치를 이용하였으며 원활한 호기성 발효와 발효열에 의하여 증발된 습공기를 발효소멸 장치 외부로 배출시켜 음식물처리 효율을 증가시키기 위해 습공기제어시스템을 적용하였다. 이를 통해 운전인자들 중에서 습공기제어 및 운전 안정화를 위한 미생물 활성기반 제어인자를 도출하고 운전 효율을 알아보고자 하였다. 운전인자 도출을 위한 발효생성물 분석은 공업분석, 원소분석, pH, 함수율, 염도 등이 이용 되었다. 습공기제어시스템을 적용한 장기운전에서 반응기 내부 최고온도는 약 39 ℃ 가량 이었으며, CO2 농도는 10,000ppm 이상으로 나타내었다. 발효물 함수율은 최고 약 30% 이하였고 습공기 제거효율이 증가함을 확인할 수 있었다. 그리고 운전에서 소비에너지 효율은 습공기제어시스템 적용 후 약 5배가량 감소하는 것을 확인하였다. 따라서 음식물류 폐기물의 처리 효율 향상을 위하여 습공기제어시스템 적용을 통해 운전하는 것이 음식물류 폐기물 분해·소멸 장치의 습공기제어 및 운전 안정화에 효과적일 것으로 판단된다.
습공기제어시스템 적용 음식물류 폐기물의 호기성 분해 특성평가
정철진 ( Cheoljin Jeong ),송형운 ( Hyoungwoon Song ) 한국환경기술학회 2021 한국환경기술학회지 Vol.22 No.6
In this study, moisture condensation rate, organic matter treatment efficiency and operating characteristics were compared when food waste with high moisture content was treated using the bio-dying method and the wet air control system. In addition, it was attempted to obtain experimental data on a system that can contribute to microbial activity by using it as the inflow circulating air. As a result, it is judged that it rises up to about 20,000 ppm and the microbial activity increases. The maximum temperature is 39 ℃, and considering the temperature decrease due to external heat dissipation loss, it is judged to be higher in reality. Organic matter showed a value of about 45 %, indicating that the pH value was repeated periodically from 4.5 to 6. Before the application of the wet air control system, the moisture content of the fermented product was distributed at a minimum of 40 % or more and showed an increasing form, whereas after the application of the wet air control system, the moisture content of the fermentation product was distributed at a maximum of 30 % or less. Condensation efficiency was 47 % and 63%, respectively, before and after the application of the wet air control system, which improved by 15% compared to before the application of the wet air control system. Before the application of the wet air control system, food consumed 6 times more calories than the input, but after the application of the wet air control system, the same amount of heat was consumed as that of the raw material. The basic operation data of the wet air control system for reuse of fermentation heat was secured so that the energy released during the condensing of the circulating air is recovered and used as energy.
발효소멸 장치시스템을 이용한 음식물류 폐기물의 발효특성 및 제어인자 연구
정철진 ( Cheoljin Jeong ),박세용 ( Seyong Park ),송형운 ( Hyoungwoon Song ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2017 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2017 No.-
수분함량과 유기물 함량이 80% 이상으로 매우 높고, 염도가 높은 국내 음식물쓰레기는 저장 및 운송과정에서 쉽게 부패하는 문제가 있어 적정 처리에 대한 효과적 기술 개발 필요성이 증대되고 있다. 유기물질을 분해하는 미생물이 산소를 이용하는 호기성 퇴비화방법은 유기물을 안정화시키는 것으로 미생물이 음식물 쓰레기를 분해하여 부식질인 퇴비물질, 물과 이산화탄소로 전환시킨다. 본 연구에서는 음식물쓰레기 발효 소멸 시스템을 이용 음식물쓰레기를 처리 하여 음식물 쓰레기의 발효특성을 알아보았다. 이를 통해 운전 안정화를 위한 미생물 활성기반 제어인자를 도출 하고자 하였다. 수분 조절을 위한 통기 개량제는 우드칩이 사용되었고 교반기의 혼합은 3rpm으로 진행되었다. 반응온도는 가온없이 자체발열로 운전 하고 흡인송풍으로 공기가 공급되었다. 운전인자 도출을 위한 발효물질 분석은 공업분석, 원소분석 등이 수행되었고 pH, 함수율, 염도 등이 측정 되었다.
정철진 ( Cheoljin Jeong ),이기쁨 ( Gippeum Lee ),박정은 ( Jeongeun Park ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2021 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2021 No.-
국내 커피 소비량의 증가로 수입하는 생두, 원두 및 커피 조제품의 전체 수입량이 17만 6천 톤으로 커피 시장은 크게 성장하고 있다. 커피 원두는 사용된 후 대부분이 커피찌꺼기 폐기물(149,038톤)로 버려지고 한 매장에서 1일 300kg 이상일 경우 사업장폐기물로 분류되어 폐기물 처리 비용도 점점 증가하고 있다. 이와 같은 커피찌꺼기는 방향제나 사료 등의 용도로 일부 사용되고 있으나 폐기기간을 연장할 뿐 지속 가능하지 않다. 본 연구에서는 커피찌꺼기의 처리 방법 중 바이오에너지 연료 활용 가능성을 확인하고자 수열탄화 후 고형연료의 특성을 알아보았다. 수열탄화를 통해 커피찌꺼기를 물리·화학적인 방법으로 고형연료를 생성하고자 하였으며 온도 조건은 170℃, 200℃, 250℃이고 커피찌꺼기 원료와 물의 투입 비율은 1:1이었다. 운전 조건은 1시간 승온, 1시간 유지를 하였고 생성물의 특성은 무게변화, 원소분석, 공업분석, XRF분석, 입도분석, 열중량 분석, 발열량 등의 분석을 통해 알아보았다. 수열탄화 전후 비교 결과 250℃에서 수체수득율은 약 54%를 나타내었다. 탄소 함량과 휘발분 성분함량이 높은 커피찌꺼기는 발열량 측정 결과 약 7,800 kcal/kg 이상의 값을 나타내어 원료 대비 약 40% 이상 증가하였고 에너지 회수 효율은 0.77이었다. 또한 탈수능은 200℃ 이상에서 높게 나타났다. 높은 유기물 함량의 커피찌꺼기는 고예너지를 가지며 바이오에너지 원료로 재활용할 경우 비용절감 효과 및 바이오에너지로서의 가치를 높여줄 것으로 판단된다.