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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 박준석
- 발행연도
- 2021
- 저작권
- 강원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수59
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음식물류 폐기물은 미생물에 의하여 분해 가능한 유기물을 다량 포함하고 있어 유기성 폐기물로 분류된다(강보미 등, 2011; 이선애, 2005; 이민규 등, 2019). 우리나라 음식물류 폐기물은 수분함량이 70~80%로 높고 가연분 함량이 높아 부패성이 높으며, 염분 농도가 0.5~2.0%(습윤기준)로 슬러지나 축산분뇨와 같은 유기성 폐기물에 비하여 수분, 가연분, 염분이 높은 특성을 가진다(김종환 등, 2016).
음식물류 폐기물의 소각은 음식물류 폐기물의 발열량(음식물류 폐기물 평균발열량 : 715kcal/kg)이 낮기 때문에 보조연료가 필요하고 소각시 발생하는 다이옥신 등의 대기오염물질로 인해 널리 활용되지 못하고 있는 실정이다(이민규 등, 2019). 음식물류 폐기물의 재활용은 퇴비화와 사료화가 가장 주된 처리방안이었으나 퇴비화는 음식물류 폐기물의 높은 염분농도로 인하여 수요처 확보에 한계가 있다(이민규 등, 2019).
이러한 상황에서 음식물류 폐기물 등의 유기성폐기물을 효율적으로 처리하면서 동시에 에너지자원을 얻는 혐기성소화처리 방법이 새로운 대안으로 제시되고 있다(이민규 등, 2019). 혐기성소화는 음식물류 폐기물의 처리비용 절감 및 효과적인 부피감량과 동시에 유용한 에너지원인 메탄가스를 다량으로 회수할 수 있는 다양한 장점을 가지고 있다(이민규 등, 2019).
본 연구에서는 강원도 5개 지역에서 발생하는 음식물류 폐기물의 물리화학적 특성을 파악하고 원소분석에 의한 예측과 BMP(Biochemical Methane Potential) 실험을 통하여 음식물류 폐기물의 바이오가스 발생량을 평가다.
음식물류 폐기물의 물리적 조성은 주성분 중 채소류는 59.9~72.8%로 제일 높았고, 과일류는 5.3~9.0%, 곡류는 1.6~18.7%, 어육류 4.5~12.1%, 여액 1.8~3.6%의 범위를 나타내었다. 이물질은 플라스틱이 2.3~3.4%, 종이류 0.0~0.9%, 목재는 0.0~0.1%를 나타났으며, 조개 및 뼈류는 2.4~6.8%로 가장 높게 나타났다. 기타 이물질은 0.0~0.5%의 범위를 보였다. 평균 수분함량은 69.3~75.9%, 가연분함량은 22.5~28.0%, 회분함량은 1.6~2.5%를 나타내었다.
원소분석에 의한 이론적 메탄수율은 A, B, C, D, E 지자체에서 각각 0.240 m3-CH4/kg-VS, 0.333 m3-CH4/kg-VS, 0.265 m3-CH4/kg-VS, 0.269 m3-CH4/kg-VS, 0.268 m3-CH4/kg-VS이었으며, 5개 지자체의 평균값은 0.275 m3-CH4/kg-VS로 계산되었다. BMP 시험에 의한 실제 메탄수율은 A, B, C, D E 지자체에서 각각 0.303 m3-CH4/kg-VS, 0.336 m3-CH4/kg-VS, 0.338 m3-CH4/kg-VS, 0.354 m3-CH4/kg-VS, 0.343 m3-CH4/kg-VS이었으며, 5개 지자체의 평균값은 0.335 m3-CH4/kg-VS로 측정되었다. 전체적으로 살펴볼 때 BMP test에 의한 메탄수율이 원소분석에 의한 이론적 메탄수율 보다 높게 나타났다.
음식물류 폐기물의 소각은 음식물류 폐기물의 발열량(음식물류 폐기물 평균발열량 : 715kcal/kg)이 낮기 때문에 보조연료가 필요하고 소각시 발생하는 다이옥신 등의 대기오염물질로 인해 널리 활용되지 못하고 있는 실정이다(이민규 등, 2019). 음식물류 폐기물의 재활용은 퇴비화와 사료화가 가장 주된 처리방안이었으나 퇴비화는 음식물류 폐기물의 높은 염분농도로 인하여 수요처 확보에 한계가 있다(이민규 등, 2019).
이러한 상황에서 음식물류 폐기물 등의 유기성폐기물을 효율적으로 처리하면서 동시에 에너지자원을 얻는 혐기성소화처리 방법이 새로운 대안으로 제시되고 있다(이민규 등, 2019). 혐기성소화는 음식물류 폐기물의 처리비용 절감 및 효과적인 부피감량과 동시에 유용한 에너지원인 메탄가스를 다량으로 회수할 수 있는 다양한 장점을 가지고 있다(이민규 등, 2019).
본 연구에서는 강원도 5개 지역에서 발생하는 음식물류 폐기물의 물리화학적 특성을 파악하고 원소분석에 의한 예측과 BMP(Biochemical Methane Potential) 실험을 통하여 음식물류 폐기물의 바이오가스 발생량을 평가다.
음식물류 폐기물의 물리적 조성은 주성분 중 채소류는 59.9~72.8%로 제일 높았고, 과일류는 5.3~9.0%, 곡류는 1.6~18.7%, 어육류 4.5~12.1%, 여액 1.8~3.6%의 범위를 나타내었다. 이물질은 플라스틱이 2.3~3.4%, 종이류 0.0~0.9%, 목재는 0.0~0.1%를 나타났으며, 조개 및 뼈류는 2.4~6.8%로 가장 높게 나타났다. 기타 이물질은 0.0~0.5%의 범위를 보였다. 평균 수분함량은 69.3~75.9%, 가연분함량은 22.5~28.0%, 회분함량은 1.6~2.5%를 나타내었다.
원소분석에 의한 이론적 메탄수율은 A, B, C, D, E 지자체에서 각각 0.240 m3-CH4/kg-VS, 0.333 m3-CH4/kg-VS, 0.265 m3-CH4/kg-VS, 0.269 m3-CH4/kg-VS, 0.268 m3-CH4/kg-VS이었으며, 5개 지자체의 평균값은 0.275 m3-CH4/kg-VS로 계산되었다. BMP 시험에 의한 실제 메탄수율은 A, B, C, D E 지자체에서 각각 0.303 m3-CH4/kg-VS, 0.336 m3-CH4/kg-VS, 0.338 m3-CH4/kg-VS, 0.354 m3-CH4/kg-VS, 0.343 m3-CH4/kg-VS이었으며, 5개 지자체의 평균값은 0.335 m3-CH4/kg-VS로 측정되었다. 전체적으로 살펴볼 때 BMP test에 의한 메탄수율이 원소분석에 의한 이론적 메탄수율 보다 높게 나타났다.
목차
Table of Contents국문초록 iTable of Contents iiiList of Table vList of Figures viiI. 서 론 1II. 문헌연구 41. 음식물류 폐기물 발생 및 처리현황 42. 음식물류 폐기물 처리 시설 현황 73. 음식물류 폐기물 처리 방법 83.1 퇴비화 83.2 사료화 103.3 하수병합 처리 114. 이론적 메탄가스 발생량 예측 12III. 실험 재료 및 방법 131. 시료 채취 132. 실험 방법 132.1 물리화학적 특성 분석 132.2 BMP Test 15IV. 실험 결과 및 고찰 191. 음식물류 폐기물 특성 191.1 물리적 조성 191.2 겉보기밀도, pH 211.3 삼성분 221.4 T-N, T-P 261.5 염분 291.6 원소조성 322. 탈리액 특성 343. 음식물류 폐기물 바이오가스 발생 363.1 이론적 메탄 발생량 363.2 BMP 실험에 의한 메탄 발생량 383.3 메탄수율 비교 42V. 결 론 44참고문헌 46
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