The Optimum Condition for the Co-digestion of Food waste and Sewage Sludge

하수처리장에서의 음식물 쓰레기와 농축 슬러지의 혐기성 병합 처리 조건 선정

  • Park, Jong-Bu (Environmental Research Center R & E Center, Hanwha Chemical Corp.) ;
  • Kim, Yoon-Seok (Waste Business team, Construction Division, Hanwha Corp.) ;
  • Choi, Sung-Su (Waste Business team, Construction Division, Hanwha Corp.) ;
  • Han, Seung-Ho (Environmental Research Center R & E Center, Hanwha Chemical Corp.)
  • 박종부 (한화석유화학(주) 중앙연구소 환경연구센터) ;
  • 김윤석 (한화건설 환경사업본부) ;
  • 최성수 (한화건설 환경사업본부) ;
  • 한승호 (한화석유화학(주) 중앙연구소 환경연구센터)
  • Received : 2000.04.27
  • Accepted : 2000.05.22
  • Published : 2000.06.30

Abstract

The objective of this study was to evaluate the possibility of co-digestion of food waste and sewage sludge mixture using anaerobic system. The Biochemical methane Potentials of cabbage and food waste were $297ml\;CH_4/g$ VS and $306.7ml\;CH_4/g$ VS, respectively. The biodegradability of food waste was 60%. The concentrations of acetate, propionate, and isobutyrate produced during the aerobic acidogenesis of food waste for 36 hours were 7,000~7,200 ppm, 260~280 ppm, 380~400 ppm, and 40~50 ppm, respectively, of which acetate was over 85%. The concentrations of acetate, propionate, and isobutyrate produced during the anaerobic acidogenesis for 36 hours were 1,400~1,600 ppm, 30~40 ppm, 220~250 ppm, and 260~300 ppm, respectively, of which acetate was over 70%. The biodegradabilities of aerobic and anaerobic acidogenesis were 30% and 25%, respectively. Methanogensis could be activated under 1 % of NaCl and 1,000 ppm of volatile fatty acids at the range of pH 6.8~7.2. The maximum mixture ratio of food waste and sewage sludge in the present study was 2:8 by the result of VS removal rate and Methane production.

음식 쓰레기 중 성분별 메탄 전환율을 측정한 결과, 배추의 경우 $297ml\;CH_4/g$ VS로 최대였으며 음식 쓰레기의 메탄화율은 $306.7ml\;CH_4/g$ VS 였다. 또한, 산발효 조건 선정 실험을 수행한 결과, 발효 36시간 경과 후 호기성처리의 경우, acetate, propionate, iosbutyrate, valerate 및 4-methyl-n-valerate의 농도는 각각 7,000 ~ 7,200 ppm, 260 ~ 280 ppm, 380 ~ 400 ppm, 40 ~ 50 ppm 및 250 ~ 280 ppm으로 유기산의 85%이상이 acetate였으며 유기물의 분해율은 30%였고 혐기성 처리 경우, 유기산 농도는 각각 1,400 ~ 1,600 ppm, 30 ~ 40 ppm, 220 ~ 250 ppm, 260 ~ 300 ppm 및 75 ~ 100 ppm으로 유기산의 70% 이상이 acetate였다. 유기물 분해율 25 % 였으며 적정 혐기성 산발효시간은 12시간 이었다. NaCl 1.0 %이하, 유기산 1,000 ppm이하 및 pH 6.8 ~ 7.2 범위에서 혐기성 소화가 정상적으로 이루어졌으며 음식 쓰레기:농축 슬러지의 혼합비를 달리하여 소화 실험을 진행한 결과, 최대 처리 가능량은 2:8이었다. 이 때 BOD 및 TS 분해율은 40 ~ 50%및 30%이상이었으며 메탄 발생량은 $107.7ml\;CH_4/g$ VS였다. 음식 쓰레기의 혐기성 소화 잔사의 발아율은 83 ~ 95 %였으며 중금속은 구리 30.1 ppm, 크롬 23.6 ppm만 검출되었다.

Keywords