열수가압반응 탈리액의 외부탄소원으로 적용가능성 평가에 관한 연구

Abstract

오늘날 인구의 증가와 산업발달로 인한 물의 수요증대 및 사용수의 재처리 문제 등 수자원의 확보와 유지, 보호는 매우 중대한 과제로 부각되고 있다. 산업발전에 따른 국민의 삶의 질 향상은 매년 물의 수요량을 증가시킨 동시에 하천 오염을 가중시켰다. 그리하여 많은 하수처리장이 건설되었고 그에 따른 하수슬러지의 발생량도 점차 증가하였다. 현재 우리나라 하수처리장에서 발생되는 하수슬러지는 생물학적 안정화 공정을 거친 후 기계적 탈수를 통하여 해양배출, 매립, 소각, 재이용 등과 같은 최종 처분을 하고 있다. 최근 조사에 의하면 2005년 기준으로 하수슬러지의 해양배출의 비율(77.9%)이 다른 최종 처분보다 가장 높았고 그 비율은 매년 늘어나고 있는 추세로 나타났다. 하수처리장내 생물학적 처리공정에서 만족할만한 처리수를 얻기 위해서는 유입수의 유기물 농도와 총질소 농도의 비(C/N비)가 적절히 유지되어야 한다. 국내에 적용된 생물학적 영양염류 제거 공정의 효율 저하 원인은 유입 원수의 낮은 C/N비로 인한 탄소원 부족으로 지적되고 있어 외부탄소원의 공급이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 생물학적 영양염류 제거를 위한 외부탄소원으로서 열수가압 탈리액의 효과에 대하여 알아보고자 C/N비가 낮은 하수를 연속식 생물반응기 공정에 공급한 후 열수가압반응 탈리액을 주입하여 C/N비 변화에 따른 유기물과 질소의 제거효율을 조사하였다. 실험 결과 COD/TKN비를 5:1로 조절하였을 경우 열수가압탈리액 200℃의 유기물 및 질소 제거 효율이 250℃보다 우수하였으며 COD/TKN비를 3:1로 낮추었을 경우에는 열수가압탈리액 250℃의 효율이 우수한 것으로 나타났다. 또한, 순수탄소원과 비교하여도 효율이 떨어지지 않는 것으로 나타났다 그러므로 열수가압 탈리액을 C/N비가 낮은 국내도시의 하ㆍ폐수 처리에 외부 탄소원으로 적용한다면 효과적으로 하수슬러지 문제를 해결함과 동시에 저비용으로 생물학적 영양염류제거 공정을 운영할 수 있을 것으로 기대된다.