하수슬러지의 열처리에 의한 가용화효과 및 고온산발효의 분해효율에 미치는 영향 평가

Effect of Heat Treatment of Sewage Sludge on Solubilization and Thermophilic Acid fermentation efficinecy

본 연구에서는 하수슬러지의 가용화를 위한 처리공정으로 열처리를 수행하였다. 열처리에 의하여 입자상 유기성분의 가용화를 확인할 수 있었다. $120^{\circ}C$ 30분의 열처리에 의하여 1차 슬러지의 경우 COD기준 8.3%의 가용화효과를 나타내었다. 반면 2차슬러지의 경우 16.5%의 높은 값을 보여주었고 이는 단백질의 높은 가용화 효과에 기인하는 것으로 나타났다. 한편 모든 슬러지에 대하여 열처리에 따른 분해율 및 유기산 생성율의 향상을 확인 할 수 있었다. 단 산발효 실험을 통하여 최적 열처리조건은 대상 기질의 유기물 조성에 따라 결정되는 것으로 판단되었다. 즉 탄수화물의 함량이 높았던 1차슬러지의 경우 $80^{\circ}C$ 30분의 열처리를 통하여 최대의 분해율과 유기산 생성효과를 얻었으며 단백질의 함량이 높았던 2차 슬러지의 경우 $120^{\circ}C$ 30분이 최적의 열처리 조건인 것으로 나타났다.

In this study, thermalpretreatment was used to solubilize organic matter contained in sewage sludge before acid fermentation. By thermal pretreatment, solubilization of particulate CODcr, carbohydrate and protein increased. By thermal treatment at $120^{\circ}C$ for 30 minutes, CODcr solubilization efficiency of the primary sludge reached 8.3%. Meanwhile, for the secondary sludge, CODcr solubilization efficiency reached 16.5% because of high solubilization ratio of protein under the same pretreatment conditon. The results of anaerobic biodegradability test showed that both VFAs conversion ratio and hydrolysis rate of organic compounds in sewage sludge were improved by thermal pretreatment. Meanwhile, the optimum thermal pretreatment condition was varied with composition of organic compounds in sludge. In this study, the optimun thermal pretreatment condition of the primary sludge, containing high concentration of carbohydrate, was $80^{\circ}C$ for 30 minutes. Meanwhile, for the secondary sludge, mainly composed of protein, the sludge treated at $120^{\circ}C$ for 30 minutes showed the effective organic removal and VFAs production.