년도

2008

분야

환경정책연구

연구과제명

대전시 하수슬러지의 Biogas 신재생에너지화 타당성 연구

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책임자/기관

강 호 교수/충남대학교

연구기간

08.3~09.2

참여 연구원수

6 명

연구사업비

25만원

연구목적

1. 향후 에너지 고갈이 예상되면서 신재생에너지의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정임
2. 지구온난화를 일으키는 CO2 보다 21배의 효과를 내고 있는 CH4 gas의 회수가 중요한 현안이 되고 있음
3. 대전광역시에서의 1일 11,000톤의 잉여슬러지가 발생하는데 런던협약에 의해 해양투기가 금지되고 매립장 직매립이 제한되어 있으며 소각은 고가의 소각비용을 충당해야만 하고, 슬러지퇴비는 수급처가 없어 하수처리장에서의 하수슬러지의 원천감량이 절실히 요구되고 있음
4. 이에 본 연구에서는 대전하수종말처리장에서 발생하는 슬러지를 효율적으로 감량할 수 있는 방안을 제시하여, 현재 운영 중인 52,500톤 규모의 혐기성소화조에 적용하려 함. 아울러 발생되는 Biogas를 정제하여 신재생에너지화함으로서 본격적인 수익사업을 전개할 수 있는 의사결정기초자료를 제시하고자 함

주요내용

1. 대전시 하수종말처리장에서 발생하는 슬러지( 1차 슬러지-생슬러지(PS), 2차슬러지-활성잉여슬러지(WAS), 농축슬러지(Thickened Sludge, T-S), 혐기소화슬러지(ADS), 탈수 Cake)의 발생량과 성상을 조사한다.
2. 대전시하수종말처리장 혐기성소화조로 유입되는 농축슬러지의 질적특성을 파악하고 소화조설계조건에 부합되는지 여부를 평가한다.
3. 실험실규모 혐기성 SCFMR(Semi-Continuous Fed and Mixed Reactor) 운전을 통하여 실제 하수종말처리장의 혐기성소화조 운전결과와 비교평가한다.
(1) 슬러지 계통별 주입시 VS 처리효율 과 Biogas 생산량 실험
1) 잉여슬러지 단독주입 시 실험
2) 생 슬러지 단독주입 시 실험
3) 생슬러지/잉여슬러지 혼합비에 따른 실험
4) 분뇨/생슬러지/잉여슬러지 혼합비에 따른 실험
5) 생슬러지/전처리 잉여슬러지 혼합비에 따른 실험
(2) 슬러지 계통별 혐기성 최종생분해도 측정
(3) Gas 정제 기술 평가
1) H2S
2) Siloxane
3) 고순도 CH4 회수
(4) 혐기성소화 전후 인 용출 특성 평가
(5) 슬러지계통별주입시 혐기성소화슬러지의 탈수 특성실험
4. 대전시 하수종말처리장 하수슬러지 처리공정별 슬러지 Mass Balance 수립
5. 신재생에너지화 타당성 평가
(1) 발생된 Biogas 에너지화 열병합고효율 분산발전시스템 설치
타당성 조사
(2) 발생된 Biogas와 LNG와의 병합사용 타당성 조사
(3) 경제성 평가

연구결과 활용

1. 2013년 온실가스감축 의무 대상 국가지정에 대비 CH4 gas 회수
2. 에너지관리공단, 환경부에 하수슬러지의 효율적인 감량처리와 신재생에너지 수익사업방안을 제시 할 수 있음
3. 전국의 하수종말처리장에 확대보급이 가능함
4. 한국전력공사와 중부발전 등 에너지 관련 회사에서의 열병합고효율 분산 전원 전력시장 창출 가능