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어류 폐기물의 혐기성소화 처리(I): 반응조 형상 및 슬러지층 유동화가 소화조 Start-up에 미치는 영향
Anaerobic Digestion Fish Offal(I): Effect of Reactor Configuration and Sludge Bed Fluidization on Start-up of Digester

정병곤   (군산대학교 토목환경공학부UU0000277  ); 김병효   (군산대학교 토목환경공학부UU0000277  );
  • 초록

    혐기성 소화조의 단면적/용량 비를 일정하게 한 상태에서 반응조 직경만을 달리한 반응조에 유기물 부하율에 따른 소화조 운전효율을 평가하였다. $0.4\;kg\;COD/m^3{\cdot}d$ 의 낮은 유기물 부하율에서는 반응조 직경에 관계없이 높은 처리 효율을 나타내어 반응조 형상에 따른 처리효율 차이는 없었다. $6\;kg\;COD/m^3{\cdot}d$ 의 유기물 부하율에서는 반응조 직경에 따라 전혀 다른 처리효율이 관측되었다. 즉, 직경 6.4 cm 반응조에서는 휘발성산의 축적과 낮은 COD 제거효율이 관측되었으나 직경 3 cm 반응조에서는 높은 COD 제거효율이 관측되었고 휘발성산의 축적도 일어나지 않았다. 이러한 차이가 나타나게 된 이유는 직경이 작은 반응조의 경우에는 생성된 가스의 부상에 의해 슬러지층의 유동화가 원활하게 일어난데 반해 직경이 큰 반응조의 경우에는 그렇지 못한 것이라고 판단된다. $20\;kg\;COD/m^3{\cdot}d$ 의 높은 유기물 부하율에서는 반응조 직경과는 관계없이 극히 낮은 처리효율을 나타내어 높은 유기물 부하에서는 반응조 형상과 처리효율과는 관계가 없는 것으로 나타났다. 따라서 혐기성 소화조의 효율적인 start-up은 슬러지층의 유동화가 중요한 인자이며 동일 단면적/용량 비에서 반응조 직경이 작을수록 유리한 것으로 나타나 반응조 형상도 반응조 운전효율에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.


    Effect of organic loading rate on digester performance was evaluated under the conditions of same surface area/reactor volume ratio and different reactor diameter. At the low loading rate of $0.4\;kg\;COD/m^3{\cdot}d$ , high rate of organic removal could be obtained regardless of reactor diameter. It can be estimated that reactor configuration can not affect reactor performance at the low loading rate. However, different performance depending on reactor diameter was observed at the organic loading rate of $6\;kg\;COD/m^3{\cdot}d$ . That is, volatile acid accumulation and low COD removal efficiency was observed in reactor having 6.4 cm diameter, while volatile acid was not accumulated at all and high COD removal efficiency was observed in reactor having 3 cm diameter. Such a difference of reactor performance depending on reactor diameter can be explained that sludge bed can be fluidized by evolved gas bubble in narrow reactor while sludge bed can not be fluidized by evolved gas bubble only in wide reactor. At a high organic loading rate of $20\;kg\;COD/m^3{\cdot}d$ , it can be judged that there is no relation between reactor configuration and reactor performance because all reactors showed very low COD removal efficiencies regardless of reactor diameter. Sludge bed fluidization is one of the most important factors in achieving efficient start-up of anaerobic digester. Narrow and tall type reactor is favorable condition for making sludge bed fluidization at a constant surface area/reactor volume ratio. Thus, it can be judged that reactor configuration and sludge bed fluidization have great influence to reactor performance.


  • 주제어

    어류폐기물 .   혐기성 소화조 .   슬러지층 유동화 .   반응조 형상 .   유기물 부하율.  

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    1. 1992 "반폐쇄 순환여과식 넙치양식장의 수질제어에 관한 연구" 한국수산학회지 = Journal of the Korean Fisheries Society 25 (3): 197~204    
    2. 1993 "폭기식 잠수여상을 이용한 고밀도 양식장의 순환수 처리 -1. 해수중의 암모니아 제거 특성-" 한국수산학회지 = Journal of the Korean Fisheries Society 26 (5): 502~509    
    3. 1996 "수소기질 결핍 및 공급 기간비 변화에 따른 슬러지 입상화" 한국환경과학회지 = Journal of the environmental sciences 5 (3): 387~398    
    4. 1996 "변형 혐기성 여상 반응조에서 교반강도가 유기물 제거효율에 미치는 영향" 한국환경과학회지 = Journal of the environmental sciences 5 (4): 513~524    
    5. 1997 "해수를 이용한 펄프공장 폐액의 화학적 처리에 관한 연구" 大韓衛生學會誌 = The Korean journal of sanitation 12 (1): 39~48    
    6. 1997 "EGSB 반응조 운전시 상향유속이 입상슬러지의 크기 및 활성도에 미치는 영향" 大韓衛生學會誌 = The Korean journal of sanitation 12 (2): 13~21    
    7. 1997 "석회를 이용한 펄프공장 폐액의 화학적 처리에 관한 연구" 大韓衛生學會誌 = The Korean journal of sanitation 12 (2): 23~28    
    8. 2003 "고밀도 해산어 양식장 순환수로부터 유기물 및 암모니아질소 동시 제거" 大韓衛生學會誌 = The Korean journal of sanitation 18 (1): 15~22    
    9. 2003 "오존산화에 의한 매립지 침출수내 용존성 유기화합물의 분해 특성" 大韓衛生學會誌 = The Korean journal of sanitation 18 (1): 23~29    
    10. 2004 "실험실규모 반응조 운전을 통한 고밀도 해산어 양식장 순환수 처리공정으로서 EMMC공정의 적용 가능성 연구" 한국해양환경공학회지 = Journal of the Korean society for marine environmental engineering 7 (3): 116~121    
  • 김병효 (1)

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