도시쓰레기 혐기성소화 운용 및 성능 지표

Operational and Performance parameters of Anaerobic Digestion of Municipal Solid Waste

도시쓰레기의 혐기성 소화는 에너지원 및 온난화 가스 저감 문제 등에 의해 최근에 사회적 관심사가 되고 있다. 도시쓰레기는 고형분 함량이 높고 질소성분이 낮으며 셀루로스와 헤미셀루로스가 주성분으로 되어 있다. 도시쓰레기의 메탄 전화율은 대개 50%이며 $0.2m^2/kg$ VS에 해당한다. 고형물 농도가 높을수록 긴 수리학적 체류시간이 필요하며 주입물에 접종슬러지를 혼합하여야 한다. 도시쓰레기의 혐기성 소화 시 C/N비는 25가 상한이고 NH3-N의 적정농도는 700mg/L로 알려져 있다. pH조절을 위하여 흔히 석회와 탄산나트륨이 사용되고있는데 탄산나트륨을 3,500mg/L이상 첨가하면 나트륨 독성이 나타난다. 고온성 혐기 소화조는 운용과 관리가 어려우나 병원성 미생물 억제에 효과적인 것으로 알려져 있다. 도시쓰레기의 혐기성 소화공정의 최적화를 이룩하려면 소화공정에 관여하는 미생물의 작동기전에 대한 이해가 필요하다.

Anaerobic digestion of municipal solid waste(MSW) is recently getting attention due to energy generation and abatement of global warming. MSW has high solid content and low nitrogen content. Its major component is cellulose and hemicellulose. The conversion rate of organic portion of MSW to methane is approximately 50%, representing $0.2m^3/kg$ VS. Long hydraulic retention time is required for high solid content and inoculum should be mixed with the feed. When MSW is digested anaerobically, maximum limit of C/N ratio is 25 and the optimum concentration of $NH_3-N$ is 700mg/L. lime and sodium bicarbonate are used to adjust pH. Excess addition of sodium bicarbonate above 3,500mg/L will cause sodium toxicity. Thermophilic anaerobic digestion is effective in the control of pathogen although its operation and maintenance is difficult. To optimize the anaerobic digestion of MSW, it is necessary to understand the mechanism of microorganims involved in anaerobic digestion.