[책 소개]

본 교재는 2021년도 산업통상자원부의 재원으로 한국에너지기술 평가원(KETEP)의

에너지인력양성사업으로 지원받아 수행한 인력양성 성과입니다.

(No. 20164030201010/No. 20184030202250

[출판사 서평]

본 교재에서는 혐기성 소화 탈리액의 특성과 처리 기술, 관련 기술개발 동 향에 대해서 살펴보았다. 혐기성 소화는 유기성 폐기물의 친환경적 처리와 더불어 메탄 생산이 가능해 온실가스 저감과 재생에너지원 확보에 실질적 으로 기여할 수 있는 기술로 여겨진다. 국내외적으로 혐기성 소화시설 보급 이 확대되면서 다량의 영양염류를 함유한 소화 잔여물의 발생량도 크게 증 가하고 있다. 부영양화를 비롯한 수계 오염을 방지하기 위해서는 잔존 질 소·인의 효과적인 처리가 필요한데, 실제 환경에서 고농도 질소·인의 안정 적인 처리를 유지하는 것이 어렵기 때문에 탈리액 처리가 혐기성 소화시설 의 활발한 보급과 활용을 가로막는 걸림돌로 작용하고 있다. 과거에는 혐기 성 소화 탈리액을 토양에 직접 살포하여 액비로 이용하려는 시도가 많았으 나, 탈리액이 토양에 머무르는 시간이 짧아 일부만 식물에 흡수되고 나머지 는 수계로 유출되어 (특히 부숙이 덜 된 경우) 심각한 오염을 유발하는 문제 점이 있다. 또한, 생산량에 비해 수요가 적고 연속적인 공급이 어려운 단점 때문에 대량으로 연속 발생하는 탈리액의 처리방안으로는 실효성이 떨어진 다. 현재 국내에서 가장 널리 이용되는 혐기성 소화 탈리액 처리방법은 혐 87 기성 소화시설과 인접한 하수처리장으로 보내 희석하여 연계처리하는 것이 다. 하수처리장의 질소·인 처리공정은 주로 A2O 공법에 기반하기 때문에 호기조 운전을 위한 산소 공급과 무산소 탈질을 위한 외부 탄소원 공급이 필 요해 운전비용이 높은 단점이 있다. 또한, 비용과 관계없이 근거리에 연계처 리 가능한 하수처리장이 존재하지 않는 경우 적용이 불가능하다는 근본적 한계를 가지고 있다. 따라서 연계처리뿐 아니라 혐기성 소화시설의 탈리액 자체처리에도 적용 가능한 기술의 개발과 보급이 필요하며, 이에 대한 기술 적 요구와 관심이 증대되면서 다양한 처리기술들이 개발되었고 현재도 관 련 연구가 지속되고 있다.

[저자소개]

최윤정 김한웅 최형민 박지훈 이창수

[목차]

1. 머리말 _01

2. 혐기성 소화 탈리액 처리의 필요성 _03

   2.1. 혐기성 소화 기술 _03

   2.2. 혐기성 소화 슬러지의 발생 및 이용 _07

   2.3. 혐기성 소화 탈리액의 성상 _09

   2.4. 혐기성 소화 탈리액의 하수연계처리 _15

3. 혐기성 소화 탈리액 처리 기술 _20

   3.1. 물리화학적 처리 _20

   3.2. 생물학적 처리 _39

4. 최근 기술개발 동향 _47

   4.1. 아나목스(Anammox) _47

   4.2. 생물전기화학시스템 이용 _67

5. 맺음말 _86

참고문헌 _89

[작품 소개]

p3. 혐기성 소화는 산소가 없는 조건에서 다양한 미생물을 이용하여 유기성 폐기물을 처리하는 동시에 바이오가스 생성을 통해 에너지원 회수가 가 능한 기술이다. 혐기성 소화는 일반적으로 가수분해(hydrolysis), 산생성 (acidification), 아세트산생성(acetogenesis)과 메탄생성(methanogenesis) 이 4단계의 생화학적 반응으로 이루어진다(그림 2-1). 첫 번째 가수분해단계 는 다당류, 지방, 단백질과 같은 고분자 유기물이 가수분해균과 발효균의 체 외효소(ectoenzyme)에 의해 단당류, 지방산, 아미노산 등의 용존성 유기물 질로 분해된다. 두 번째로 산생성단계에서는 산생성균에 의해 가수분해 부 산물이 프로피온산, 부틸산, 기타 저분자 유기산 및 알코올류 등으로 전환된 다. 세 번째로 산생성균에 의해 생성된 유기산과 알코올류는 아세트산 생성 균에 의해 아세트산으로 산화되며 수소 및 이산화탄소가 생성된다. 마지막 으로 메탄생성 단계에서는 아세트산 혹은 수소와 이산화탄소가 메탄생성균