Environment
에너지절약형 물, 탄소순환처리시스템 개발
장종엽엔에스
2009. 12. 30. 10:13
| KISTI 『글로벌동향브리핑』 2009-12-28 | ||||||||
한편, 혐기성 폐수처리(메탄발효)는 폭기를 위한 동력이 불필요하고 잉여 슬러지 발생량이 적기 때문에 에너지절약형 처리기술로서 유망하다. 그러나, 혐기성 폐수처리에서는 유기물 분해와 메탄(에너지)으로의 전환을 담당하는 메탄생성균 등이 활성화되는 조건의 제약이 있기 때문에 도시하수와 식품제조 폐수 등의 저유기물 농도 및 상온에서 배출되는 폐수에 대한 적용은 곤란한 것으로 인식되어 왔다. 이러한 배경 하에서 본 연구에서는 폐수처리에 관한 에너지소비의 대폭적인 저감(기존 호기성처리에 비해 60-70% 저감)을 목표로 하며, 지금까지 혐기성처리가 적용되지 못했던 저유기물 농도 폐수의 무가온(無加?)처리에 대응 가능한 메탄발효기술 개발을 수행하였다. 또한, 식품, 식료제조 폐수 등의 저농도 산업폐수는 용해성 유기물이 주성분인데 비해 도시하수는 고형성 유기물(셀룰로오스, 단백질)이 주성분이므로, 각각의 폐수 특징에 따라 메탄발효처리기술 개발과 평가를 수행하였다. 그 성과로서 (1) 신규 생물막 메탄발효법인 미립(granules) 활성슬러지법 개발과 메탄생성세균군 활성화와 고효율 유지를 실현하기 위한 운전방법의 최적화(간헐처리수 순환 등)로 지금까지 호기성 미생물처리의 범주였던 저유기물농도(300~1,000 mgCOD/L), 저수온(10~20℃) 폐수에 대한 메탄발효처리법(에너지절약 처리)의 기초를 확립하였다. (2) 혐기성처리와 에너지절약형 호기성처리와 조합하여 도시하수 실증처리시험 결과, 무가온운전으로 양호한 처리수질을 유지한 후 활성슬러지법과 비교하여 소비에너지의 70% 저감을 달성하였다. 또한, 저온에서 하수의 혐기성 처리를 안정적으로 수행하기 때문에 필요한 장치의 운전조건에 관한 지식과 기술도 획득하였다. 앞으로 본 연구의 성과를 유기성 폐수처리의 에너지 절약화와 그에 따른 온실효과가스 저감, 개발도상국의 폐수처리기술 보급 등의 시책으로 연결지어 물환경 및 지구환경의 보전에 이바지하고자 한다. (그림 1) Fluorescence in-situ hybridization(FISH)에 의한 클러스터(상온대응) Methanospirillum족 세균 검출. 그림 중의 적색세포가 유전자 프로브(probe)에 의해 검출된 상온대응의 Methanospirillum족 세균의 존재를 나타낸다. 운전개시 242일째(수온 10℃일 때)에 채취한 미립 슬러지를 분산처리하고, FISH법에 의한 해석에 이바지하였다. 그림 중의 녹색 세균세포는 메탄생성 고세균의 존재를 나타낸다. (그림 2) DGGE법에 의한 메탄생성세균의 해석결과 (그림 3) 실제 저농도 산업폐수처리시스템의 개요도
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