고-함수량 도시고형폐기물의 바이오건조 기술 개발

• 발행기관: 개인저작물
• 저자명: 김오식(Ocica O Kim 金五植)
• 간행물 정보: 『개인저작물 - 공학』16권 7호, 45~59쪽, 전체 15쪽
• 주제분류: 공학 > 개인저작물
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2016.null.null

국문 초록

도시고형폐기물(MSW: municipal solid waste)은 함수량이 높아서 폐기물을 에너지로 전환시키는 부문에서 커다란 장애현상이 초래되고 있어, 바이오건조(bio-drying) 기술의 개발과 도입이 크게 요망되고 있다. 바이오건조 기술은 대류 증발(convective evaporation)의 프로세스로서 유기성 성분의 호기성 반응(aerobic reaction)으로부터 발생되는 생물학적 발열량을 바이오건조 반응의 자체-가열self-heating)의 에너지로 활용하는 기술이다. 바이오건조 기술에 대한 접근방향이 다양하여, 바이오건조 기술을 더욱 복잡하게 만들고 있는 실정이기도 하다. 바이오건조 기술은 생물학적 열량(biological heat)을 효과적으로 활용할 수 있어, 함수량과 수분의 삭감이 가능하고, 체적의 저감도 가능하고, 밀도의 개선도 가능하다. 현재로서는 바이오건조 기술의 개발이 주로 함수량과 수분이 높은 도시고형폐기물내지 그 혼합물의 처리 공정에 대해 이루어지고 있다. 그리하여 용량이 565㎤ 정도인 실험실 규모의 바이오건조 파이롯플랜트를 설치해 조사 연구한 것이다. 조사연구용 바이오건조 반응기는 직경 60cm 및 높이 20cm 크기의 아크릴 단열 챔버이다. 단열 챔버(adiabatic chamber)는 반응기의 측벽을 통한 열손실을 최소화 시키기 위해 채용한 절연 방식이고, 실제적으로 반응기의 스케일-업(scale-up)을 가능하게 하는 구조이므로, 반응기의 규모가 증대될수록 반응기의 측벽을 통한 열손실은 표면적에 대한 체적의 비와 비교해 무시할만 수준이라고 할 수 있다. 혼합형 도시고형폐기물의 초기 함수량은 61.25%로서 조사연구용으로 시험제조한 기질이다. 이러한 기질을 109kg씩 반응기에 투입하고 있다. 반응기의 내의 호기성 조건을 유지하기 위해 40L/min의 일정한 유속으로 공기를 상향류식으로 유입시키고 있다. 반응기 내의 반응물의 온도가 50~60℃로 유지되도록 설계되어 있다. 조사연구용의 혁신적 바이오건조 반응기는 시험 4일째까지 반응기의 반응물 최고온도를 59℃로 효율적으로 유지하고, 공기공급으로 인한 최고 높이도 60cm로 측정되었다. 반응기의 효과적 운용으로 인해, 바이오건조 33일째에 도시고형폐기물의 체적은 56.5% 저하되고, 밀도는 52% 증가하고 있다. 또한 도시고형폐기물의 중량은 반응기 운용 20일째에 33.94% 저하되고, 평균 함수량은 초기의 61.25%에서 48.5%로 저하되어, 20.81%나 삭감되고 있다. 반응기 내에서의 물 증발현상을 응축현상으로 전환시킬 수 있으면 수분 감량을 더욱 크게 할 수 있는 것이다.

목차

[초록]

1. 도시고형폐기물의 바이오 건조기술

2. 바이오건조 반응의 재료 및 방법

3. 바이오건조 반응의 결과 및 고찰

4. 바이오건조 기술의 미래

5. 결론

6. 출처

키워드

도시고형폐기물 바이오건조 퇴비화 생물학적 발생열 대류증발 건조기술