혐기성 소화-고온 호기법에 의한 유기성폐기물의 처리와 생성열의 재활용 검토

Treatment of Organic Wastes and Reuse of Bio-energy from the Anaerobic Digestion - Thermophilic Oxic Precess

본 연구에서는 유기성 폐기물의 분해시 발생되는 열을 재활용하고, 혐기성 소화액의 퇴비화를 위한 혐기성 소화 - 고온 호기법(Anaerobic Digestion-Thermophilic oxic process, ADTOP)을 고안하고, 유기물 분해와 수분의 증발 그리고 생성열의 적용성을 검토하였다. 유기성 폐기물인 중화요리 잔반은 TOP에 의해 완전처리가 가능하며, 최대 용적부하는 $55kg/m^3{\cdot}d$, 투입된 수분은 거의 완전히 증발되었으며 탄소수지에 의한 탄소성 유기물의 이산화탄소 전환율은 90.5%이었다. 고온 혐기성 소화를 위한 적정온도(약$55^{\circ}C$)를 유지하기 위한 최소용적부하는 $45.0kg/m^3{\cdot}d$이었다. 혐기성 소화조의 온도는 수리학적 체류시간이 짧아짐에 따라 지수적 온도강하를 나타내었으며 고온 혐기성소화를 위한 최소 HRT는 약 10일 정도로 판단된다. 따라서 고온 호기법을 이용한 유기성폐기물의 처리시 발생되는 열에너지는 혐기성 소화와 같은 체류시간이 비교적 긴 공정에서 효과적일 것으로 판단된다. 혐기조의 유기물 부하 $1.1kg-COD/m^3{\cdot}d$, 고온 호기조 유기물의 투입량 $50kg/m^3$, 공기 유입량 $250{\ell}/m^3{\cdot}min$의 조건에서 혐기성 소화효율은 90% 이상으로 나타났다.

Anaerobic Digestion - Thermophilic Oxic Process(ADTOP) has been known to be one way reducing and composting of organic wastes without draining or forming excess sludge. It could be completely performed by the evaporation of water using the bio-energy from the microbial degradation of organic. In the present study the complete treatment of Chinese restaurant wastes was conducted and utility of bio-energy produced from the ADTOP was estimated. Base on results, it could be concluded as follows; 1) chinese restaurant wastes could be completely treated using the TOP without draining or excess sludge. Maximum volumetric loading rate was determined as $55.0kg-garbage/m^3$. Input water was almostly evaporated and 90.5% of carboneous organic wastes was conversed to carbondioxide. 2)The optimum volumetric loading rate which is acceptable to maintain over $55^{\circ}C$ in the anaerobic digester was determined as $45kg-garbage/m^3{\cdot}d$. 3) The optimum HRT was at least over 10 days in order to maintain about $50^{\circ}C$ in the anaerobic digester using bio-energy produced from TOP. Therefore the utilization of bio-energy produced from TOP could be used in the process which had long HRT such as the anaerobic digestion. 4) The efficiency of anaerobic digester rate were over 90% by the ADTOP under the organic loading rate of $1.1kg-COD/m^3{\cdot}d$, 50kg-Chinese restaurant garbage and $250{\ell}/m^3{\cdot}min$ of the aeration rate.