년도

2010

분야

산학연협력연구

연구과제명

대전시발생 유기성 폐기물을 활용한 건식 바이오가스 생산 기술개발

첨부파일

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책임자/기관

오세은 교수/한밭대학교 산학협력단

연구기간

2010.03~2010.12

참여 연구원수

연구사업비

47,000만원

연구목적

◦ 국내 발생중인 생활폐기물 중 유기성폐기물로 대별되는 음식물 및 채소류와 종이류 등을 혐기성공정에 의해 처리된다면 발생폐기물중 약 50%이상을 메탄가스등으로 회수할 수 있어 매립 및 단순소각 위주의 기존처리 공정의 오염부하를 대폭 줄일 수 있어 매립지 부족완화 및 소각으로 인한 대기오염의 저감을 기대할 수 있을 뿐 아니라 부수적으로 가연성 연료인 메탄가스를 회수하여 에너지 원으로 이용할 수 있는 여건을 조성할 수 있음.
◦ 음식물쓰레기 등과 같은 고농도 유기성 폐기물의 처리를 위한 적절한 처리방안을 마련하는 것이 시급히 요구되며, 혐기성 소화 처리는 이들 유기성 폐기물의 감량화에 효과적으로 적용될 수 있을 뿐 아니라, 혐기성 소화공정에서 발생되는 메탄가스를 유효 활용함으로서 친환경적인 폐기물 처리 프로세스를 구축할 수 있음.
◦ 현재 대전에서 발생되는 생활쓰레기는 하루 600톤으로 대부분 금고동 제1매립장에 매립 처분되고 있으나, 매립년한이 대략 7년 정도로 대체매립지로 인근지역에 제2매립장을 조성 중에 있다. 따라서 대전시에서는 제2매립장의 매립년한을 최대한 연장하고 또한 폐기물을 자원으로 재활용하기 위하여 매립장내에 폐기물전처리 장치인 MBT(mechanical biological treatment) 시설을 도입할 계획을 갖고 있음.
◦ 하지만 MBT시설 중 BT시설인 건식혐기성소화 처리기술의 경우 국내에서는 실규모로 설치 및 운영된 경험이 없어 향후 MBT시설이 도입된다 하더라도 설치 및 운전에 많은 어려움이 예상됨.
◦ 따라서, 본 연구에서는 대전시 도시생활폐기물내 포함된 유기성폐기물을 이용하여 건식혐기성소화 시스템을 위한 설계인자를 도출하고 또한 다양한 조건에서 운전함으로서 향후 대전시에 도입 예정인 건식혐기성 소화시설의 설계 및 원활한 운전을 위한 기초자료를 제시하고자 함.

주요내용

1. 건식 소화공정 관련 문헌연구
- 관련 국내외 문헌조사
- 관련 특허 검색
2. 유기성물질별 최적혼합인자 및 부하량 도출
- 종이류, 채소류 및 음식물류의 혼합소화시 최적 혼합비율 도출
- 최적 혼합 조합비 도출 후 적정 부하량 산정
3. 유기성폐기물 전처리 기술개발
- 입경별 크기에 따른 적정소화율 도출
- 반응조 내용물의 완전혼합을 위한 방안제시
4. 고성능 건식혐기성 소화조의 설계인자 도출
- 실험실 반응조 운전을 통한 유기부하량, 생성가스량, 수분함량 등 최적운전 인자도출
- 운전결과를 바탕으로 최적 건식소화조 선정
5. 최적운전인자 도출
- 반응조 혼합물질의 완전혼합방안 도출
- 유기성 물질의 발효액의 재순환방안제시
- 메탄가스 발생을 위한 최적운전인자 도출

연구결과 활용

1. 현장에의 적용
- 대전시에 추진 예정인 MBT 전처리시설의 도입시 대전지역에서 발생된 생활쓰레기를 대상으로 수행된 연구결과를 바로 적용함으로서 설치에 필요한 시간을 감축하고 효율적인 운영을 수행함으로서 시민의 혈세인 세금을 절감할 수 있음.
- 본 기술의 습득으로 현재 금고동 쓰레기매립장에 기 설치된 호기성퇴비화시설을 건식혐기성 공법으로 전환 처리함으로서 운전비용을 줄일 수 있을 뿐 아니라 부수적으로 메탄가스를 얻어 이를 현장에 전력 및 온수로 사용함으로서 전체적인 예산을 줄일 수 있음.
2. 새로운 연구에의 적용
- 본 기술을 통해 생산되는 메탄은 여러 산업분야에서 이용이 가능할 것으로 판단되며, 성공적인 실증화가 검증될 경우, 바이오가스의 활용방안을 향상시키기 위한 연구가 활성화될 것으로 판단됨.