Applied Chemistry for Engineering (공업화학)

The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry (한국공업화학회)
권호 표지

Influence of Food Wastewater Loading Rate on the Reactor Performance and Stability in the Thermophilic Aerobic Process

음폐수 부하량에 따른 고온호기성 공정의 처리 양상

  • Jang, Hyun Min (School of Environmental Science and Engineering, Pohang University of Science and Technology) ;
  • Choi, Suk Soon (Department of Biological and Environmental Engineering, Semyung University) ;
  • Ha, Jeong Hyub (Department of Chemical Engineering, Pohang University of Science and Technology) ;
  • Park, Jong Moon (Department of Chemical Engineering, Pohang University of Science and Technology)
  • 장현민 (포항공과대학교 환경공학부) ;
  • 최석순 (세명대학교 바이오환경공학과) ;
  • 하정협 (포항공과대학교 화학공학부) ;
  • 박종문 (포항공과대학교 화학공학부)
  • Published : 2013.06.10
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Abstract

In this study, the feasibility of a single-stage thermophilic aerobic process for the treatment of high-strength food wastewater produced from the recycling process of food wastes was examined to substitute anaerobic digestion process. Also, the removal and stability of thermophilic aerobic process were assessed according to the changes of hydraulic retention times (HRTs) and organic loading rates (OLRs). When the OLR increased from 9.2 to $37.2kgCOD/m^3d$, a pH value in R1 (HRT : 5 d) significantly decreased to 5.0, due to the organic acid accumulation. On the other hand, the pH value in R2 (HRT : 10 d) was stable and R2 showed the high removal of COD, organic acid and lipid, even though the OLR increased from 4.6 to $18.6kgCOD/m^3d$. In R1, the COD loading rates for COD removal was suddenly dropped, as the COD loading rate increased from 18.6 to $28.4kgCOD/m^3d$. In contrast, R2 showed that the COD loading rates for COD removal increased with regard to increment in the loading rates of 3.61, 7.05, 9.43 and $12.2kgCOD/m^3d$, indicative of the high COD removal efficiency. Therefore, the results demonstrated that over 10-d HRT, the high concentration of raw food wastewater was efficiently treated in the single-stage thermophilic aerobic process.

본 연구에서는 음식물류 폐기물 자원화 과정에서 생성되는 고농도 음폐수(food wastewater : FWW)를 대상으로 기존의 혐기성 공정의 대안책으로써 고온호기성 소화공정에 대한 성능을 검증하였고 공정 인자를 도출하였다. 이를 위해 수리학적 체류시간(Hydraulic retention time, HRT) 변화 및 유기물 부하량(Organic loading rate, OLR)에 따른 유기물 제거 효율과 안정성을 관찰하였다. 실험 결과 비교적 짧은 HRT를 가진 R1 (HRT : 5일)의 경우 OLR이 증가할 때, 급격한 pH감소가 일어나 심한 공정 저해를 받는 것으로 관찰되었다. 반면 R2 (HRT : 10일)의 경우에는 상대적으로 안정적인 공정 운전 및 효율적인 COD, 유기산 및 lipid 제거가 일어났다. 이는 상대적으로 긴 HRT로 인한 유기산 축적과 같은 공정저해 요인이 해결되어 상대적으로 높은 유기물 처리효율을 나타낸 것으로 생각된다. R1에서는 COD 부하량이 $18.6kgCOD/m^3d$에서 $28.4kgCOD/m^3d$으로 증가함에 따라 급격한 COD 제거율 감소를 보였다. 반면 R2에서는 각 OLR별로 3.61, 7.05, 9.43 그리고 $12.2kgCOD/m^3d$의 높은 COD 제거율을 보였다. 따라서 본 연구에서는 10일 이상의 HRT에서 고온 호기성 소화가 고농도 음폐수 처리에 탁월한 유기물 제거율을 나타냄을 알 수 있었다.

Keywords

References

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