열수가압 전처리에 따른 바이오매스의 혐기성 소화 효율 평가

Abstract

1970년대 에너지 쇼크 이후, 에너지 자원의 부족과 환경공해 문제 등으로, 재생 에너지원에 대한 관심이 대두 되고 있어 바이오매스로부터 바이오에너지를 회수하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 목질계 바이오매스 중 리그닌 폐기물은 현재 1,900 톤/일으로 발생되고 있으며, 목질계 바이오매스로부터 연료 및 유용화학제 생산과정에서 리그닌 폐기물 발생량이 증가할 것으로 판단되지만, 리그닌 슬러지는 특별한 처리방법이 없어 현재 소각 또는 해양 투기 되고 실정이다. 또한 최근 런던협약 ’96의정서의 발효로 2012년부터 유기성 폐기물의 해양투기가 전면 금지 될 예정이기 때문에 리그닌의 처리방법에 대한 해결방안의 모색이 시급한 실정이다. 리그닌은 구조적인 안정성으로 인한 난분해성 물질로서 생물학적 처리에 어려움을 초래한다. 본 연구에서는 난분해성 리그닌 슬러지를 혐기성 소화 공정에 적용하기 위해, 열수가압 반응을 거쳐 고액 분리 된 리그닌 탈리액을 혐기성 소화 공정에 적용하고 글루코스와 효율을 비교하여 평가하였다. 실험실 규모의 회분식 반응조를 제작하여 실험한 결과, 가스발생이 확인되었으며 글루코스보다 오히려 가스발생량 및 메탄 구성이 컸다. 또한 유기물 농도에 차이를 둔 실험에서 (기질을 리그닌 탈리액으로 함) 역시, 유기물 농도가 높은 소화조에서 많은 가스 발생이 일어났으며, 메탄 구성비 또한 큰 것으로 확인 되었다.