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단일 및 이중 다공판이 설치된 중온 혐기성 소화조에서의 혐기성 소화 효율 분석
전석배,최균범,이병희 한국도시환경학회 2019 한국도시환경학회지 Vol.19 No.1
본 연구에서는 단일 및 이중 다공판이 각각 설치된 중온 혐기성 소화조를 이용해서 음폐수의 바이오가스화를 수행하였다. 기질(음폐수)의 유입은 stagnation phase 동안 반응조 내부 유체 교반을 최소화하기 위해 30분 동안 천천히 유입시켰다. 염료 확산 실험을 통해 다공판에 의한 Plug flow를 가지는 순환 유량을 파악하였다. 혐기성 소화조 및 기질은 고온소화를 시도한 “Trial 2”를 제외하고 39oC를 유지시켰다. 평균 메탄 발생량은 단일 다공판이 설치된 System A가 0.28 Sm3 CH4/kg VS, 이중 다공판이 설치된 System B가 0.31 Sm3 CH4/kg VS로, 이중 다공판이 설치된 반응조에서 높은 메탄 수율을 보였는데, 이는 이중 다공판에 의한 plug flow 흐름 형성에 의해 반응이 촉진된 것에 의한 것으로 판단된다. Biogasification of the Food-waste Leachate was carried out through the mesophilic anaerobic digesters with single and double perforated plates. The substrate which was Food-waste Leachate was slowly injected to the bottom of reactor for 30 minutes not to cause turbulence in the reactor during stagnation phase. The recirculation pumping rate to show plug flow within digester was determined by dye diffusion experiments. The anaerobic digesters and input substrate temperature were maintained at 39oC except for “Trial 2” which tried to have thermophilic digestion. The average methane productions were 0.28 Sm3 CH4/kg VS in digester with single perforated baffles (System A) and 0.31 Sm3 CH4/kg VS in digester with double perforated baffles (System B), respectively, which showed that double perforated baffles encouraged larger methane yield due to plug flow reaction by double perforated baffle.
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음폐수의 혐기성 소화에서 반응기 구조에 따른 효율 평가
전석배,이병희 한국폐기물자원순환학회 2018 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2018 No.05
국제적으로 런던협약에 의하여 2013년 이후 음폐수의 해양 투기가 금지되어 육상에서의 처리가 시급한 실정이다. 이에 따라 국내외에서 유기성 폐기물의 혐기성 소화를 통한 부피 저감과 에너지화에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이에 대하여 독일 등 유럽국가와 중국 등이 유기성 폐기물을 이용한 혐기성 소화가 활발히 진행되어오고 있으며, 해외의 혐기성 공법으로 Dranco, Valorga, SEBAC, Schwarting 공법 등이 있다. 국내에는 이러한 공법을 기반으로 한 혐기성 소화시설이 적용되어 가동 중에 있으나 해외의 인정받은 공법 임에도 국내에 적용된 시설에서의 운전상의 미숙 문제나 유기성 폐기물 성상 차이에 의한 소화 효율의 저하 및 가동 중지 등 운전상에 문제가 발생하고 있어 국내 음폐수 특성에 맞는 공법과 운전 방법에 관한 연구가 필요하다. 이에 따라 본 연구에서는 음폐수의 처리에 대한 방안 마련을 위하여 혐기성 소화 공법 중 독일의 Schwarting 공법을 응용하였다. 기존 다공판이 설치된 내부 구조에 층 분리 효과를 더 강화하여 혐기성 소화를 촉진하고자 다공판을 추가하여 이중으로 엇갈린 다공판이 설치된 소화조를 설계하여 비교하는 실험을 진행하였다. 실험에 사용된 시료는 D시에서 발생되는 음폐수를 대상으로 하였으며, 혐기성 미생물의 식종은 D시의 혐기성 소화조의 미생물을 활용하여 독일의 Schwarting 공법이 응용된 공법의 효율성을 검토하고자 하였다.
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음폐수의 혐기성 소화에서 반응기 구조에 따른 효율 평가
전석배 ( Seok-bae Jeon ),이병희 ( Byung-hi Lee ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2018 No.-
국제적으로 런던협약에 의하여 2013년 이후 음폐수의 해양 투기가 금지되어 육상에서의 처리가 시급한 실정이다. 이에 따라 국내외에서 유기성 폐기물의 혐기성 소화를 통한 부피 저감과 에너지화에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이에 대하여 독일 등 유럽국가와 중국 등이 유기성 폐기물을 이용한 혐기성 소화가 활발히 진행되어오고 있으며, 해외의 혐기성 공법으로 Dranco, Valorga, SEBAC, Schwarting 공법 등이 있다. 국내에는 이러한 공법을 기반으로 한 혐기성 소화시설이 적용되어 가동 중에 있으나 해외의 인정받은 공법 임에도 국내에 적용된 시설에서의 운전상의 미숙 문제나 유기성 폐기물 성상 차이에 의한 소화 효율의 저하 및 가동 중지 등 운전상에 문제가 발생하고 있어 국내 음폐수 특성에 맞는 공법과 운전 방법에 관한 연구가 필요하다. 이에 따라 본 연구에서는 음폐수의 처리에 대한 방안 마련을 위하여 혐기성 소화 공법 중 독일의 Schwarting 공법을 응용하였다. 기존 다공판이 설치된 내부 구조에 층 분리 효과를 더 강화하여 혐기성 소화를 촉진하고자 다공판을 추가하여 이중으로 엇갈린 다공판이 설치된 소화조를 설계하여 비교하는 실험을 진행하였다. 실험에 사용된 시료는 D시에서 발생되는 음폐수를 대상으로 하였으며, 혐기성 미생물의 식종은 D시의 혐기성 소화조의 미생물을 활용하여 독일의 Schwarting 공법이 응용된 공법의 효율성을 검토하고자 하였다.
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혐기성 소화조에서 내부 다공판 설치에 의한 소화 효율 평가
전석배 ( Seok-bae Jeon ),이병희 ( Byong-hi Lee ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2018 No.-
2013년 이후 런던 협약에 의해 국제적으로 음폐수의 해양 투기가 금지됨에 따라 지상에서의 처리문제가 대두되었다. 이에 따라 국내외적으로 유기성 폐기물의 부피 저감과 에너지화를 위한 연구가 진행되어졌다. 해외의 경우 1800년 대 부터 혐기성 소화에 대한 연구가 본격적으로 진행되어져 왔고, 국내의 경우 후발주자로 해외의 공법을 국내에 적용하여 음폐수 및 음식물류 폐기물과 같은 유기성 폐기물의 혐기성 소화가 이루어지고 있다. 그러나 해외와는 다른 음식물 성상 및 계절별 성상의 변화와 이러한 차이에 대한 적절한 운전 매뉴얼의 부족으로 소화 효율이 기대치에 못 미치거나 운전이 중단된 시설이 발생하게 되었다. 이에 최근 환경부에서 바이오가스화 시설의 기술지침서(2016.12)를 발간하여 혐기성 소화 운전에 관한 가이드라인이 마련되었다. 그러나 여러 최신 공법들에 대한 효율적인 운전 방안에 대한 연구는 지속적으로 연구가 필요한 상황이다. 이에 본 연구에서는 현재 국내의 혐기성 소화에 적용된 공법들 중 효율이 좋은 D 바이오 에너지센터에 적용된 Schwarting 공법을 선정하여 그 효율을 높이는 방안에 대해 연구하고자 한다. 선행 연구에서 소화조 내부에 다공판으로 인해 소화 효율의 차이가 발생하는 것을 확인하였으며, 소화액 순환 속도 및 순환 주기에 따른 바이오가스 발생량 차이에 관한 연구를 통해 단일 다공판 및 이중 다공판에 의한 운전 효율을 비교하고자 하였다.
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