Improvement of Solubilization and Anaerobic Biodegradability for Sewage Sludge Using Ultrasonic Pre-treatment

하수슬러지의 초음파 전처리를 통한 가용화 및 혐기성 생분해도 향상

The ultrasonic pre-treatment of sewage sludge (SS) was investigated to increase soluble organic material and to improve anaerobic biodegradability. Ultrasonic disintegration of SS increased the amount of soluble chemical oxygen demand (SCOD), protein and carbohydrate concentrations whereas particle size decreased due to the break-up of cell walls. In terms of anaerobic biodegradability, ultrasonic pre-treatment enhanced the anaerobic biodegradation of SS, leading to the methane gas production improvement. Biochemical methane potential (BMP) of SS was 211.3 ml $CH_4/gVS$ whereas BMP after ultrasonic pre-treatment was 294.3 ml $CH_4/gVS$. The improvement in BMP for SS treated with ultrasonic disintegration was as high as 40 %. This result indicated that disintegration of SS was efficient for enhancing anaerobic biodegradability.

하수슬러지의 초음파 전처리시 용존성 유기물의 증가와 혐기성 생분해도 향상을 평가하였다. 하수슬러지의 초음파에 의한 가용화는 세포벽의 파괴로 인하여 용해성 화학적 산소요구량, 단백질 및 탄수화물의 농도 증가와 입자크기를 감소시켰다. 혐기성 생분해도 측면에서초음파 전처리는 메탄가스 발생량을 증가시켜 혐기성 생분해를 향상시키는 것으로 나타났다. 하수슬러지의 생화학적 메탄 잠재 발생량 실험결과 초음파 전처리 후 슬러지의 최종 메탄 수율은 294.3 ml $CH_4/gVS$로 나타나 전처리를 하지 않은 경우 211.3 ml $CH_4/gVS$에 비해 약 40 % 향상된 값을 보였다. 이와 같은 결과를 고려 시 하수슬러지의 가용화는 혐기성 생분해도 향상에 효과적인 것으로 나타났다.