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계정진,이종찬,백지원,김현욱 한국공업화학회 2020 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2020 No.-
2016년에 산업폐수, 폐수슬러지를 포함한 육상 폐기물의 해양배출이 전면 금지됨에 따라, 하수처리시설에서 발생하는 다량의 슬러지들은 건조화 후 매립, 또는 소각의 형태로 처리되고 있다. 이때, 슬러지의 건조화 과정에서 다량의 고온 응축수가 발생하는데, 이는 VFA를 포함한 다량의 휘발성유기물질등을 포함하고 있고 폐열을 가지고 있기 때문에 하나의 바이오매스로 간주할 수 있다. 특히, 유기물부하량이 높아 운영 난이도가 있는 음식폐기물의 혐기소화의 경우, 건조슬러지 응축수를 음식폐기물과 병합하여 유기물 부하를 낮출 수 있고, 응축수에 포함된 저분자 탄소원으로부터 바이오가스 생산을 촉진할 수 있다. 본 연구에서는 건조슬러지 응축수를 이용한 바이오가스 생산량 증대 가능성을 평가하고자하였다. 평가 방법으로는 BMP 테스트를 이용하였고, 응축수, 응축수-건조슬러지, 건조음식폐기물, 응축수-건조음식폐기물 혼합액을 비교했다. 건조슬러지의 경우 생분해성이 매우 낮지만, 응축수와 혼합할 경우 바이오가스 생산량이 증가하는 것을 볼 수 있었다.
생물학적 메탄화 공정을 활용한 P2G의 에너지 효율성 및 경제성 평가
이종찬,리단,백지원,계정진,김현욱 한국공업화학회 2020 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2020 No.-
잉여 전기에너지의 효율적 활용을 위한 P2G (Power to Gas) 기술은 잉여전력으로 물을 전기분해하고 생성된 수소를 저장하는 것을 의미한다. 저장 및 수송이 어려운 수소는 이산화탄소와 반응하여 저장성이 높은 메탄을 생성시킬 수 있는데, P2G는 포괄적으로 전력을 이용해 메탄을 생성하는 과정도 포함한다. P2G의 최종 생산물이 메탄가스일 경우, 온실가스인 이산화탄소가 다시 연료로 활용되기 때문에 친환경 적이며, 도시가스, 수송용 연료 등 기존 사회 인프라에 쉽게 활용 될 수 있어 메탄화 과정의 에너지 손실을 고려하더라도 지속적인 개발의 필요성이 있다. 메탄화 방법은 크게 고온 촉매 조건에서 이뤄지는 화학적인 방법과 Hydrogenotrophic methanogen을 이용한 생물학적 방법으로 나눠진다. 본 연구에서는 30 CH<sub>4</sub> ㎥/d (120 H<sub>2</sub> ㎥/d) 규모의 생물학적 메탄화 파일럿 플랜트의 운전데이터를 바탕으로 생물학적 메탄화공정을 이용한 P2G의 에너지 효율성과 경제성 평가를 수행하였다.