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알루미늄계 슬러지를 활용하여 제조한 흡착제를 이용한 바이오가스 중 암모니아 및 황화수소 제거에 관한 연구 - 실증플랜트 중심으로 -
조재범,장훈,신정훈,김민길,손무정,이중명,김상중,한승철 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2014 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2014 No.-
전국 정수처리장 624개소에서 발생되는 정수슬러지는 1,479톤/일이며 상수원수의 오염과 고도정수시설의 도입에 따라 매년 증가하고 있으며 1일 500톤 이상 하수를 처리하는 시설의 방류수 수질기준은 하수도법 기준강화(2011년)로 인해 기존 2 mg/L에서 0.2 mg/L로 강화됨에 따라 총인처리시설에서 발생되는 총인슬러지 발생량은 2009년 가동 하수처리장(438개소)을 기준으로 용량과 유입 T-P, 유출 T-P, 투입량을 토대로 총인슬러지 발생량을 이론적으로 검토한 결과, 실제 하수슬러지 발생량의 15~20% 증가하는 것으로 예측되나 환경부 자료에 의하면 23~162%까지 증가하는 것으로 보고됨에 따라 이에 대한 대안을 마련하는 것이 시급한 실정이다. 정수처리장 및 하수처리장에서 발생되는 탈수 케이크는 매립, 해양투기, 재활용 등에 의해 처분되고 있으나 매립지 확보의 어려움 및 2차 환경오염으로 매립은 중단된 상태이고, 처리비용이 상대적으로 저렴한 해양투기는 해양오염방지법 시행규칙 개정으로 2013년부터 해양배출이 금지됨에 따라 알루미늄계 슬러지는 재활용에 의해 처리되어야 한다. 이에 본 연구에서는 연간 다량으로 발생되는 알루미늄계 슬러지를 활용한 흡착제를 개발하여 유기성자원화시설(음식물 및 가축분뇨 자원화시설)에서 발생되는 바이오가스 중 산성 및 알카리성 가스를 제거하고자 하였다. 입상형 일반야자계 활성탄을 이용하여 황화수소(H<sub>2</sub>S)를 90일 동안 제거능을 평가한 결과, 단위 흡착제 kg당 황화수소 제거량은 164.30g H<sub>2</sub>S/kg GAC으로 나타났고 암모니아 제거량은 133.49g NH<sub>3</sub>/kg GAC으로 각각 나타났다. 한편 개발된 DES-1000과 DEN-1000을 이용하여 황화수소와 암모니아를 90일 동안 제거능을 평가한 결과, 단위 흡착제 kg당 황화수소 제거량은 180.18g H<sub>2</sub>S/kg DES-1000, 암모니아 제거량은 136.87g NH<sub>3</sub>/kg DEN-1000으로 각각 나타났다.