Kinetics of Anaerobic Digestion: A Comparative Study on Mesophilic and Thermophilic Anaerobic Digestion

혐기성소화(嫌氣性消化)의 동력학(動力學) : 중온(中溫) 및 고온혐기성소화(高溫嫌氣性消化)의 비교연구(比較研究)

Comprehensive laboratory experiments including digestion failures were conducted to identify differences between mesophilic and thermophilic digestion. Critical HRT was found to be near 10days for mesophilic and near 5days for thermophilic digestion. Inhibition occurred rapidly when operated below critical HRT. However, inhibition at mesophilic condition was much greater than that at thermophilic condition. Although digester performances were similar above critical HRT of mesophilic digestion, thermophilic digestion was considerably advantageous below this HRT. Thermophilic digestion produced smaller amount of sludges which had significantly higher settling velocity and lower specific resistance. Reaction rates also clearly demonstrated temperature and HRT effects on digestion. It was also found that gas production rates increased linearly with increasing reaction rates regardless of temperature and their relationships were almost identical at mesophilic and thermophilic temperature.

중온소화(中溫消化)와 고온소화(高溫消化)의 차이점을 보다 명확히 규명하기 위하여 소화(消化)의 정지(停止)를 포함하는 폭넓은 실험을 행하였다. 연구결과, 정상소화(正常消化)와 소화조해(消化阻害)를 구분짓는 한계체류시간(限界滯留時間)이 존재하여, 중온(中溫)에서는 10일(日), 고온(高溫)에서는 5일(日)부근이었고 그 이하(以下)의 체류시간(滯留時間)에서는 소화(消化)의 조해(阻害)가 급격하게 발생하였는데 고온(高溫)에 비하여 중온(中溫)에서의 조해(阻害)정도가 매우 컸다. 중온소화(中溫消化)의 한계체류시간이상(限界滯留時間以上)에서는 소화(消化)상태가 거의 유사하였으나, 그이하(以下)의 체류시간(滯留時間)에서는 고온소화(高溫消化)가 월등히 양호(良好)하였으며, 고온(高溫)에서는 중온(中溫)에 비하여 소화(消化)슬러지발생량(發生量)이 감소하는 동시에 소화(消化)슬러지의 침강속도(沈降速度)가 크게 증가하고 여과비저항(濾過比抵抗)은 감소하였다. 한편 반응속도(反應速度)는 소화(消化)에 마치는 온도(溫度)와 체류시간(滯留時間)의 영향을 나타내는 데 유효하였다. 또한 온도(溫度)에 관계없이 반응속도(反應速度)가 증가함에 따라 가스발생속도(發生速度)가 선형적(線形的)으로 증가하였고 그 상관관계(相關關係)는 중온(中溫)과 고온(高溫)에서 거의 일치하였다.