하수슬러지 케이크 열수분해 탈리액의 혐기성 분해 특성 (Anaerobic Treatment of Leachate Solubilized from Thermal Hydrolysis of Sludge Cake)

서지정보

· 발행기관 : 대한환경공학회
· 수록지 정보 : 대한환경공학회지 / 37권 / 10호 / 583 ~ 589페이지
· 저자명 : 강호, 오백용, 신경숙

초록

본 연구에서는 슬러지 케이크를 열수분해한 탈리액을 대상으로 혐기소화특성을 평가하였으며, 슬러지 탈수케이크의열수분해후 성상변화 및 열수분해 탈리액의 MAP결정화, MAP결정화 상등액을 이용한 혐기소화공정효율을 고찰하였다. 탈리액의 MAP결정화는 Mg:P의 비가 1.5:1, pH가 9.5인 조건이 최적이었으며, 이때 MAP생성으로 인해 열수분해 탈리액의 암모니아성 질소는 50%, 인산염은 97%가 제거되어 열수분해 탈리액의 혐기소화 전처리 시 효과적임을 알 수 있었다. 기질 대미생물비(S/I) 0.5 조건에서 중온 회분식 혐기소화조 운전결과 MAP 결정화를 거친 열수분해 탈리액의 최종생분해도는 63% 였으며, 분해속도상수 k1은 0.207 day-1로 17일 동안 이분해성 기질비율(S1)이 90% 분해되었고, 나머지 10% (S2)는 k2 (0.024 day-1)의 느린 속도로 분해되어 열수분해로 인해 슬러지의 생분해성이 높아짐을 알 수 있다. 열수분해 탈리액을 MAP결정화한 후, 탈리액을 대상으로 SCFMR형태의 혐기조를 운전한 결과 HRT 20일(OLR 1.43 g VS/L-d)에서 평균 0.45 v/v-d의 Biogas 가 발생하였으며, TVS제거효율은 37~41% 범위로 우수한 혐기소화효율을 나타내었다.

영어초록

This study was performed to evaluate the feasibility of anaerobic pretreatment for the leachate solubilized from thermal hydrolysis of sewage sludge cake. Overall process for the treatment of sludge cake consists of thermal hydrolysis, crystallization of magnesium, ammonium, and phosphate (MAP) for the leachate and anaerobic digestion of supernatant from MAP crystallization.
The experimental evidence showed that the optimum ratio of Mg : P for the struvite crystallization of leachate solubilized from thermal hydrolysis of sludge cake was 1.5 to 1.0 as weight basis at the pH of 9.5. With this operational condition, the removal efficiencies of ammonia nitrogen and phosphorous achieved 50% and 97%, respectively. The mesophilic batch test showed that the ultimate biodegradability of the supernatant from MAP crystallization reached 63% at S/I ratio of 0.5. The readily biodegradable fraction of 90% (S1) of the MAP supernatant BVS (Biodegradable Volatile Solids, S0) degraded with k1 of 0.207 day-1 for the initial 17 days where as the rest slowly biodegradable fraction (S2) of 10% of BVS degraded with k2 of 0.02 day-1 for the rest of the operational period. Semi-Continuously Fed and Mixed Reactor (SCFMR) was chosen as one of the best candidates to treat the MAP supernatant because of its total solids content over 6%. Maximum average biogas production rates reached 0.45 v/v-d and TVS removal efficiency of 37~41% was achieved at an hydraulic retention time (HRT) of 20 days and its corresponding organic loading rate (OLR) of 1.43 g VS/L-d.

참고자료

· 없음