Pulse Power를 이용한 폐활성슬러지 전처리의 파이럿 규모 연구

Pilot-scale Study for Pulse Power Pretreatment of Waste Activated Sludge

슬러지를 안정화시키기 위하여 가장 많이 적용되고 있는 공법은 혐기성 소화공법이라고 할 수 있다. 또한, 혐기성 소화는 유기성분의 효과적인 안정화와 동시에 메탄가스를 발생시켜 에너지로 이용 가능하다는 장점을 가지고 있다. 그러나, 폐활성슬러지의 경우 미생물의 세포벽 때문에 일반적으로 저조한 혐기성 처리효율과 탈수능을 나타내고 있으며, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 많은 전처리공정들이 개발되거나 연구되어 왔다. 본 연구에서는 폐활성슬러지의 혐기성 소화효율과 탈수능을 향상시키기 위한 pulse power 전처리 연구를 pilot 규모로 수행하였다. Pilot plant는 기 수행된 실험실 연구결과를 바탕으로 설계 및 운전하였다. 본 연구에서는 pulse power 전처리에 의한 슬러지 특성변화를 평가하였으며, 특히 혐기성 소화시 미생물이 사용하기 용이한 기질의 증가를 의미하는 용존성 유기물질의 증가를 주요항목으로 평가하였다. 혐기성 소화조에서 발생하는 가스발생량과 메탄함량을 측정하여 혐기성 소화능을 평가하였으며, 슬러지 탈수능은 CST 및 비저항값의 측정을 통하여 평가하였다. 또한, 슬러지 처리공정에서의 전체적인 에너지수지를 계산하여 pulse power 전처리에 의한 에너지 회수율 변화를 평가하였다.

Anaerobic digestion is employed worldwide as the oldest and most important process for sludge stabilization. An additional advantage is the production of methane during anaerobic digestion. However, the waste activated sludge(WAS) has poor anaerobic degradability and less gas production due to the cell wall of bio-solid. In order to improve and enhance stabilization and dewatering of the WAS, a number of pretreatment processes have been developed and investigated. In this research, a pilot-scale study of pulse power pretreatment was performed to improve anaerobic degradability and dewaterability of the WAS. A pilot plant was designed and operated based on a previous laboratory study. Change of the sludge characteristics by pulse power pretreatment was estimated to assess the increasing soluble organics. The increased soluble organics could be used as a good substrate in the anaerobic digesion process. Gas production and methane potential of the anaerobic digestion were estimated as the parameters of anaerobic degradability. For evaluation of the dewaterability of pretreated WAS, capillary suction time(CST) and specific resistance were measured. The efficiency of energy recovery was also estimated by calculating energy balance.