음폐수의 혐기성소화 시 질소 부하율 변화에 따른 운전 특성 연구 (A Study on Operation Characteristics of Anaerobic Digestion by Nitrogen Loading Rate using Food Waste Water)

서지정보

· 발행기관 : 한국도시환경학회
· 수록지 정보 : 한국도시환경학회지 / 13권 / 3호 / 209 ~ 215페이지
· 저자명 : 박현철, 김성진, 장부용, 오용걸, 박철휘, 신동혁, 허관용

초록

혐기성 소화에서 유입 유기물이 없이도 암모니아성 질소의 축적은 불가피 한 것으로 판단된다. 따라서 안정적인 혐기성 소화조의 운전을 위해 질소부하율에 따른 암모니아성 질소 거동에 관한 실험을 수행 하였다. 주입 음폐수는 질소부하에 따라 3개의 반응조(R1,R2,R3) 각각 0.075, 0.15, 0.3 kg N/m3/d으로 주입하였다. 소화조 운전 70일 경과 후 R3 반응조에서 0.3 kg N/m3/d의 부하를 견디지 못하고 바이오가스 생성이 중단되었으며, 암모니아성 질소는 약 2,000 mg/L이었다. R2의 경우 암모니아성 질소가 최대 1,600 mg/L까지 증가 하였다. 암모니아성 질소의 증가로 인한 바이오가스 생성에 저해 작용은 없었지만 운전의 지속성 및 호기성 연계 처리 적용에는 어려움이 있을 것으로 판단된다. 반면 R1의 경우 암모니아성 질소의 증가 속도는 R2, R3보다 느리며, 그 농도는 최대 1,200 mg/L까지 증가하였다. 이에 따라 적정 알칼리도 유지 및 유출수 SCODCr의 농도는 각각 3,800 mg/L as CaCO3, 900 mg/L였으며, 바이오가스 전환율 역시 1.0 ~ 1.2 Nm3/ kg VSremoved 로 유지 되었으며, 이는 C/N비 불균형에 의한 잉여 암모니아성 질소의 양이 R2, R3에 비해 낮은 것으로 판단된다. 따라서 음폐수를 이용한 혐기성 소화에서 소화조 내 암모니아성 질소 1,500 mg/L 이하로 유지하는 것이 혐기성 소화 운전의 안정성 및 지속성 확보에 용이 한 것으로 판단된다.

영어초록

In anaerobic digestion, ammonia nitrogen increased without infusing organic matter. Thus, this study investigated change of ammonia nitrogen by nitrogen loading rate for stable operation of anaerobic digestion. In the experiment, nitrogen loading increased to 0.075, 0.15, 0.3 kg N/m3/d in three reactors respectively. After 70 days from the beginning of digestion tank operation, the production of biogas stopped in R3 that could not endure the 0.3 kg N/m3/d loading and concentration of NH4+-N was about 2,000 mg/L. In R2, ammonia nitrogen increased up to 1,600 mg/L and production of biogas was not inhibited due to increase of ammonia nitrogen. But, continuity of operation and associated aerobic treatment was expected to be difficult. In R1, increase of ammonia nitrogen was slower than R2, R3. Ammonia nitrogen increased up to 1,200 mg/L, and SCODCr , alkalinity was 3,800 mg/L, 900 mg/L as CaCO3 respectively. Excess amount of ammonia nitrogen due to imbalance of C/N ratio was lower than R2, R3. So, concentration of ammonia nitrogen which 1,500 mg/L or less in the digester is essential to maintain optimal operation of anaerobic digestion.

참고자료

· 없음