Anaerobic digestion for food wastewater using HADS Pilot Plant and analysis of microbial community in the digester

We(Hansol EME Co. Ltd.) proceeded anaerobic digestion test for domestic food wastewater applying to two operating method for increasing of OLR. The methods are as follows. One was the rapidity operating method which was increasing the OLR continuously and rapidly and the other was the terraced operating method which was increasing the OLR having adaptation period for each step. As a result of this tests, the ratio of VFA/Alkalinity of the process was very unstable under the rapidity operating method then the volume of produced biogas was dramatically decreased. However the process was shown stable performance under the terraced operating method maintaining the ratio of VFA/Alkalinity less than 0.4. Also, the process was performing the biogas recovery of $0.8Nm^3/kgVS_{rem}/d$ and the VS removal ratio of 85%. T-RFLP analysis about the community of bacteria and methanogen is also conducted to check the change of the microbial community according to the methods of OLR increasing operation. The microbial community was changed by the methods of OLR increasing operation according to the result of T-RFLP analysis. Although the anaerobic digestion test was executed by same pilot plant, the reactivity and the tolerance of microbial community for surrounding environment could be considerably changed by the operating method for the process.

HADS Pilot Plant를 이용한 음폐수의 혐기성 소화 및 미생물 군집 변화 분석

당사는 중온/습식/이상 혐기성 소화공정인 HADS Pilot Plant를 이용하여 국내 음폐수에 대해 유기물 부하(OLR, Organic Loading Rate) 증량 방식을 달리하여 혐기성 소화 테스트를 진행하였다. 그 방식은 연속적이면서 빠르게 OLR을 증량시키는 급속 OLR 증량 운전과 단계적이면서 각 단계별로 적응기를 갖는 계단식 OLR 증량 운전 방식이었다. 그 결과 급속 OLR 증량 운전시에는 불안정한 VFA(Volatile Fatty Acid)/Alkalinity 비율을 보이다가 바이오가스 발생량이 급감하는 결과를 보여주었다. 반면, 계단식 OLR 증량 운전시에는 VFA/Alkalinity의 비율을 0.4이하로 유지하면서 혐기성 소화 운전을 실시한 결과 안정적인 혐기성소화 성능을 보였을 뿐만 아니라, $0.8Nm^3/kgVS_{rem}/d$의 바이오가스 회수 및 85%의 VS(Volatile Solid) 감량이 가능함을 확인하였다. 그리고 OLR 증량 운전 방식에 따라 완전히 다른 결과가 도출되어 각각의 혐기성 소화 운전시의 박테리아 및 메탄생성균 군집의 변화를 T-RFLP(Terminal-Restriction Fragment Length Polymorphism)를 통하여 분석하였다. 그 결과, 급속 OLR 증량 운전시와 계단식 OLR 증량 운전시의 미생물 군집이 달라져 있음을 확인하였고, 이에 따라 동일한 혐기성 소화 공정을 적용하여 음폐수에 대한 혐기성 소화 운전을 진행하였음에도 OLR 증량 운전 방식에 따라 미생물의 반응성 및 주변환경에 대한 내성이 달라질 수 있음을 알 수 있었다.