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개발동향

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개발동향 상세정보 게시판
분류 [토양/지하수] 도시산업지역복원관리
과제명 미생물전기화학기술을 접목한 축산분뇨의 자가발열호기소화(ATAD)공정 개발
연구기관 강원대학교
연구기간 2014.11.01.~2017.04.30.
연구비 124,995 천원
핵심키워드 축산분뇨, 미생물, 탁도, pH
요약

연구목적 및 필요성

 O 우리나라는 80년대 이후로 축산업이 규모화되면서 발생되는 축산분뇨를 완전히 육상에서 처리하지 못하고 있으며, 2010년에 발생한 축산분뇨 4286천톤(86.6%)은 퇴액비화 되었고 107만톤(2.3%) 해양배출, 4154천톤(9%)은 정화처리 후 방류됨

 O 2012년부터 축산분뇨의 해양투기가 전면 금지되면서 육상에서의 적절한 방법에 의한 축산분뇨의 처리가 필요해짐

 O 본 연구는 ATAD 공법을 통한 축산분뇨의 처리와 전기화학기술의 기초자료조사 및 분석을 통해 ATAD기술 및 ATAD 처리 후 전기화학기술의 접목 가능성을 평가하고자 함

 

연구 내용 및 범위

 O 반응조 제작을 위한 자료분석 및 문헌수집

 O 실험실 규모(20L)ATAD 반응조의 제작 및 운전

 O 전기친화미생물의 배양

 O 개선된 실험실 규모의 ATAD 반응조 제작

 O ATAD운전 조건을 찾기 위한 실험실 규모의 계속적인 실험

 O 개선된 ATAD 반응조에 미생물전기화학기술 접목

 O 미생물전기화학기술을 접목하여 80~150L 규모의 반응조 설계, 제작 및 운전

 O 미생물활성실험 및 미생물분포 특성 연구

 O 설계인자 및 운전인자 도출

연구성과

연구결과

 O 20 L 반응조를 2개 설치하고 회분식으로 ATAD 운전을 할 수 있도록 시스템을 구성

  - PLC(Programmable Logic Controller)HMI(Human Machine Interface)를 이용해 측정된 ATAD 결과값을 실시간으로 모니터링

  - 전기친화미생물을 배양하여 실험

 O 제 분뇨를 투입하여 ATAD 반응조를 운전하였고 온도가 50이상으로 장기간 운전이 가능한 것을 확인한 후 공기량을 달리하여 주입

  - 분석항목을 설정하고 2~3일 간격으로 분석하여 공기량에 따른 ATAD 처리 효율을 파악

  - 기량에 따른 ATAD 효율을 살펴본 결과 공급되는 공기량이 충분한 경우(5 L/min 이상) 온도가 최고 68까지 상승하였고, 이로 인해 암모니아성질소, COD 등의 감소가 빨리 진행됨

 O 하수처리장 1차침전지액을 이용하여 chloride의 분해와 생성물에 의한 암모니아성질소 제거에 대한 연구를 진행

  - 기화학처리기술의 적용가능성을 평가하고자 하수종말처리장 유출수를 이용하여 실험을 실시

  - 압은 0V, 0.6V, 1.2V, 3V, 5V로 설정되었고 3V이하에서는 pH가 일부 상승한 것을 제외하고 어떠한 값의 변화가 관찰되지 않았으나 3V 이상의 전압이 가해졌을 때 질소형태(NH4+-N, NO2N, NO3N)의 약 50%의 감소가 관찰되었고 EC 또한 감소됨

- 탁도는 초기 28NTU가 측정되었고 육안으로 확인하였을 때 상당히 불투명하였으나 3V 이상의 전압의 실험을 통해 NTU가 많이 낮아졌고 육안으로도 많이 투명해 진 것을 확인함

  O pH, 온도, 전극유무의 영향을 연구

  - 특이한 점은 고온(50~65)에서의 COD의 제거보다는 쿨러를 이용하여 38±1로 유지한 경우에 COD제거 효율이 더 높게 측정됨

 O ATAD반응과 전기화학처리 등을 통해 생산된 액비는 생산과정에서의 악취발생이 최소화 되고 발효 후에는 흙 냄새가 나며 고온으로 발효하므로 병원균이 사멸되며 부숙효율이 높음

  - 최종적으로 정화처리되기 위해서는 축산분뇨 내의 생분해 어려운 물질들을 제거하는 공정이 필요할 것으로 판단됨

 

활용계획

 O 축산농가에 ATAD 처리반응조를 설치하여 운영을 실시하면 악취 발생이 없는 고급 액비의 생산이 가능할 것으로 판단됨

 O 악취발생이 없는 질 좋은 액비를 생산하여 경종 농가에 보급할 수 있을 것으로 판단됨

 O 하수처리의 경우 겨울철 수온이 10이하로 떨어질 때 생물학적 질산화, 탈질화에 의한 질소의 제거율이 현격하게 떨어져 방류수 수질기준을 초과하는 경우 발생하나 본 연구를 통하여 일시적으로 전기분해를 이용하여 질소를 제어할 수 있을 것으로 판단되며 이에 대한 특허를 출원하여 기술이전을 계획중

 

주요성과

 O 보고서 1

 O 논문 SCI 3

 O 국내학술대표 7

 O 국제학술대회 1

 O 특허 출원 2

첨부파일 ndslOrgDocDown(222).pdf
출처 국가과학기술정보센터
등록일 2020-02-13

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