KR101335693B1 - 음식물류 폐기물의 음폐수를 이용한 대체 탄소원 제조 방법 - Google Patents

음식물류 폐기물의 음폐수를 이용한 대체 탄소원 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음식물류 폐기물의 음폐수를 이용한 대체 탄소원 제조 방법에 관한 것으로, 제철 공장 등에서 발생되는 폐수의 처리를 위한 탄소원을 저렴한 비용으로 공급할 수 있고, 특히 폐기물을 출발물질로 하여 탄소원을 확보하여 제철 공장 등에서 저렴한 비용으로 폐수를 처리할 수 있도록 함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 음식물류 폐기물의 음폐수를 이용한 대체 탄소원 제조 방법은, 음폐수에 포함된 고형의 이물질을 선별하는 고형물 선별단계와; 상기 고형물 선별단계를 통해 고형물이 선별된 액상의 음폐수를 혐기성 발효시켜 유용미생물을 활성화시키고 호기성 발효시켜 유기물질을 제거하는 발효단계와; 상기 발효단계를 통해 혐기성 발효와 호기성 발효를 거친 각각의 발효액을 유량 조정하여 C/N 비의 값을 일정 값으로 유지하는 대체 탄소원을 제조하는 유량조정단계와; 상기 유량조정단계를 통해 C/N 비의 값이 일정 값으로 조정된 대체 탄소원을 숙성시키는 후숙단계를 포함하여 이루어진다.

Description

음식물류 폐기물의 음폐수를 이용한 대체 탄소원 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING ALTERNATIVE CARBON SOURCES USING WASTE OF FOOD LEACHATE}
본 발명은 유기 탄소원을 대체할 수 있는 대체 탄소원 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제철 공장 등에서 발생되는 폐수의 처리를 위한 탄소원을 저렴한 비용으로 공급할 수 있고, 특히 음식물류 폐기물의 음폐수를 출발물질로 하여 탄소원을 확보하여 제철 공장 등에서 저렴한 비용으로 폐수를 처리할 수 있도록 한 음식물류 폐기물의 음폐수를 이용한 대체 탄소원 제조 방법에 관한 것이다.
제철 공장 등에서 발생되는 산업폐수에는 유기물, 질소성분 및 다양한 오염물질이 포함되며, 폐수 중에 함유되어 있는 질소성분은 방류 시 바닷물의 부영양화 등 생태계에 악영향을 미치게 된다.
각종 산업폐수 내의 질소성분은 유기성 질소와 무기성 질소의 형태로 존재하며, 이들을 합하여 총 질소라 한다.
무기성 질소는 다시 암모니아성 질소(NH3, NH4 +)와 아질산성 질소(NO2 -), 질산성 질소(NOx-N)로 구분된다.
무기성 질소는 산업폐수의 색도 및 악취를 발생시키고, 유해가스와 부영양화를 일으켜 폐수의 화학적 산소 요구량(chemical oxygen demand:COD), 생물학적 산소 요구량(biochemical oxygen demand:BOD)을 상승시키는 직접적인 원인이 된다.
종래 기술에 따른 폐수의 암모니아 제거방법은 폐수 수질기준이 유기물에만 한정되었으므로 유기물질만을 처리하는 방법이 사용되었다. 이 방법은 높은 pH의 폐수를 pH조정조에서 중화하고, 응집침전의 방법으로 중금속과 독성물질을 대부분 제거한 후, 활성슬러지를 이용한 생물학적 처리를 실시하여 유기물을 제거하게 되는데, 이와 같은 방법은 실제 폐수에 고농도로 함유된 무기 질소를 거의 처리하지 못하였다.
그리고 최근에는 처리수의 수질기준이 강화되고 질소에 대한 처리가 필수적으로 요구됨에 따라 유기질소 및 무기질소를 모두 제거하기 위하여 생물학적 질소제거 공정을 적용하고 있다. 생물학적 질소제거 공정에는 조류(algae) 배양법, 수생식물 재배법, 미생물에 의한 질화 방법 등이 있다.
하지만 이와 같은 생물학적 질소제거 공정은 산업폐수에 포함되어 있는 여러 PAH(Poly aromatic hydrocarbon)나 중금속 성분의 독성으로 인하여 처리상의 어려움이 있고, 특히, 암모니아를 질산염으로 전환시키는 질산화 미생물은 탈질화 미생물과 호기성 미생물과는 달리 독성에 매우 민감하여 생물학적 질소처리를 실패하는 주요원인이 된다.
또한, 생물학적 질소제거 공정은 산업폐수 중에 유입되는 질소성분이 질산화 탈질화의 2단계 과정으로 처리되는데, 탈질화 과정을 위하여 대부분 원래 폐수의 3~7배 정도의 유량을 반송하는 공정이 선택된다. 따라서 동력비의 소모가 크고 메탄올과 같은 외부 탄소원을 주입하여야 하는 등 경제적으로도 많은 비용이 소모된다.
즉, 제철 공장 등에서 질소 제거 등을 위하여 외부 탄소원을 사용할 수밖에 없고, 외부 탄소원으로 메탄올을 사용함에 따라 막대한 비용이 소요되므로 저렴한 탄소원의 대체가 절실히 요구되고 있는 실정이다.
등록특허 제10-0971255호
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제철 공장 등에서 발생되는 폐수의 처리를 위한 탄소원을 저렴한 비용으로 공급할 수 있고, 특히 음식물류 폐기물에서 발생하는 음폐수를 출발물질로 하여 탄소원을 확보하여 제철 공장 등에서 저렴한 비용으로 폐수를 처리할 수 있도록 한 음식물류 폐기물의 음폐수를 이용한 대체 탄소원 제조 방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 음식물류 폐기물의 음폐수를 이용한 대체 탄소원 제조 방법은, 음폐수에 포함된 고형의 이물질을 선별하는 고형물 선별단계와; 상기 고형물 선별단계를 통해 고형물이 선별된 액상의 음폐수를 혐기성 발효시켜 유용미생물을 활성화시키고 호기성 발효시켜 유기물질을 제거하는 발효단계와; 상기 발효단계를 통해 혐기성 발효와 호기성 발효를 거친 각각의 발효액을 유량 조정하여 C/N 비의 값을 일정 값으로 유지하는 대체 탄소원을 제조하는 유량조정단계와; 상기 유량조정단계를 통해 C/N 비의 값이 일정 값으로 조정된 대체 탄소원을 숙성시키는 후숙단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 음식물류 폐기물의 음폐수를 이용한 대체 탄소원 제조 방법에 의하면, 폐기물인 음폐수를 출발물질로 하여 대체 탄소원을 확보 및 이 대체 탄소원을 메탄올 대신 제철 공장의 폐수 처리 시 사용토록 함으로써 제철 공장의 폐수 처리 비용의 절감 및 경제적 이익을 증가할 수 있고, 특히, 음폐수의 폐기량도 대폭으로 줄여 음폐수에 의한 환경 오염을 방지하고 음폐수의 폐기를 위한 막대한 비용도 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 음식물류 폐기물의 음폐수를 이용한 대체 탄소원 제조 방법의 공정도.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 의한 음식물류 폐기물의 음폐수를 이용한 대체 탄소원 제조 시설의 개념도.
도 3은 본 발명의 실시예 2에 의한 음식물류 폐기물의 음폐수를 이용한 대체 탄소원 제조 시설의 개념도.
도 1에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 음식물류 폐기물의 음폐수를 이용한 대체 탄소원 제조 방법은 다음과 같다.
(S10) 음폐수의 고형물 선별.
음폐수는 음식물 폐기물에서 선별된 탈리액이지만, 순수한 액상이라 할 수 없고 일부 고형물이 포함되어 있다. 음폐수에 포함된 고형물은 대체 탄소원의 품질을 저하시키는 것이므로 발효 공정 이전에 고형물을 선별한다. 음폐수에서 고형물을 선별하는 방법은 원심분리 등이 가능하다.
고형물이 선별된 음폐수는 발효 공정으로 공급되고, 고형물은 재활용이 가능한 자원이므로 폐기되지 않고 예를 들어 퇴비화시설로 공급된다.
고형물 선별 공정을 거친 음폐수는 발효 공정으로 진행할 수 있고, 또는 유량 조정[유수분리기 또는 가온에 의한 유분 분리도 가능]을 거칠 수도 있다.
(S20) 음폐수 발효.
전 공정을 통해 고형물이 선별된 음폐수를 이용하여 대체 탄소원을 제조하기 위하여 발효 공정을 거친다. 대체 탄소원은 제철공장에서 사용되는 메탄올 대체용이며, 제철공장의 폐수 처리 시 질소 제거를 위한 탄소원으로 사용되려면 이론 상 자체 C/N비가 5이상 되어야 한다. 특히 효과적인 탈질 유도를 위해 C/N 비가 30이상 되도록 하는 것이 바람직하다. 본 발명은 대체 탄소원의 C/N 비를 맞추기 위한 방법으로 혐기성 발효와 호기성 발효를 선택하였다.
혐기성 발효(S21)는 혐기성 미생물에 의한 발효로서, 혐기성 발효에 따르면 음폐수에 포함된 유분을 제거하여 유용미생물의 배양을 활성화한다.
혐기성 미생물을 첨가하지 않은 상태에서 유용미생물의 배양을 활성화하려면 적정 자가 발열온도를 유지하고, 적정 기간을 혐기발효하면, 음폐수에 포함된 유기물의 5~15% 정도가 혐기성 미생물로 변환되어, 음폐수 내 혐기성 미생물의 농도가 2,500mg/L~7,500mg/L 정도가 된다. 혼합된(혐기성+호기성) 음폐수 용액 농도는 45,000mg/L~50,000mg/L 정도로 유지하는 것이 바람직하다. 혐기성 발효의 온도는 48~55℃를 유지하고, 이 온도 조건에서 2~4일 간, 바람직하게 50℃에서 3일간 혐기 발효한다.
호기성 발효(S22)는 호기성 미생물에 의한 발효로서, 호기성 발효에 따르면 음폐수에 포함된 유기물질을 제거한다.
음폐수에 포함된 유기물의 약 50%가 호기성 미생물로 변환되며, 호기성 미생물의 농도는 27,000mg/L~33,000mg/L 바람직하게 30,000mg/L 이상 유지하는 것이 바람직하다. 호기성 발효의 온도는 45~70℃를 유지하고, 이 온도 조건에서 10~12일 간 바람직하게 60℃에서 11일간 호기 발효한다.
즉, 혐기성 발효와 호기성 발효는 서로 반대의 작용을 보이며, 어느 한 공정의 발효만을 거친다면 본 발명에서 원하는 대체 탄소원을 제조할 수 없고, 따라서, 혐기성 발효와 호기성 발효를 함께 이용하는 것이다.
(S30) 유량조정.
전 공정을 통해 혐기성 발효액과 호기성 발효액을 각각 제조하였으며, 혐기성 발효액과 호기성 발효액의 적절한 혼합을 통해 C/N 비 30 이상의 대체 탄소원을 제조할 수 있다. C/N 비 30 이상의 대체 탄소원은 혐기성 발효액 65~75중량%, 호기성 발효액 25~35중량%의 혼합으로 제조된다.
즉, 혐기성 발효액과 호기성 발효액을 정량 공급하는 경우, 혐기성 발효액과 호기성 발효액의 공급량을 측정하고, 물론, C/N 비 센서[본 발명에서 C/N 비 센서는 C/N 비를 검출하는 센서, C/N 비를 유추할 수 있는 다른 센서(BOD 센서 등)를 포함한다]를 통해 C/N 비를 측정하여 혐기성 발효액과 호기성 발효액의 공급량을 조정할 수 있다. 또는 혐기성 발효액과 호기성 발효액의 공급량을 측정하지 않고 C/N 비 센서의 감지 값을 근거로 하여 혐기성 발효액과 호기성 발효액의 공급량을 조정할 수 있다.
유량 조정 시 온도는 50~60℃, pH 5~6을 유지하도록 한다.
(S40) 대체 탄소원 후숙.
전 공정을 통해 제조한 C/N 비 30 이상의 대체 탄소원을 그대로 저장할 수도 있지만, 유량 조정 조건과 저장 조건(40℃ 이하, pH 4~5 이하)에 차이가 있을 수 있고, 이러한 조건의 차이로 인하여 대체 탄소원의 성질이 변질될 수 있으므로 대체 탄소원의 변질을 방지하며 숙성을 위하여 후숙조에서 대체 탄소원을 숙성한다. 대체 탄소원의 후숙을 위하여 온도는 40℃ 이하, pH 4~5 이하, 5~7일 이하로 숙성하는 것이 바람직하다.
<실시예>
1. 60,000L/일의 음폐수를 출발물질로 하여 대체 탄소원을 제조하였으며, 2상(액체+고체,액체+고체+액체 등) 이상으로 구성된 음폐수 60,000L/일을 고속으로 회전하는 원심분리기(메인 축 2,800rpm,차속 축 2,000rpm~2,600rpm 회전)에 투입하여, 원심분리기 BLOW 내부의 원심력으로 분리된 고형물을 차속 SCREW에 의해 액체와 분리하여 배출시키는 방식으로 고형물을 선별하였다.
고형물이 선별된 액상의 음폐수를 혐기성 발효조와 호기성 발효조에 70 : 30의 부피비로 나누어 투입하고, 혐기성 발효와 호기성 발효를 각각 개시하였다.
혐기성 발효 조건은 혐기성 미생물의 농도 7,000mg/L, 발효 온도 50℃, 발효 기간 3일간으로 하였다.
호기성 발효 조건은 호기성 미생물의 농도 30,000mg/L,발효 온도 60℃, 발효 기간 11일간으로 하였다.
혐기성 발효와 호기성 발효를 거친 혐기성 발효액과 호기성 발효액을 유량 조정조(55℃, pH 6 유지)에서 혼합하였으며, 이때, 혐기성 발효액과 호기성 발효액을 부피비로 70 : 30으로 조정하고, C/N 비 센서를 통해 C/N 비를 측정하였고 C/N 비가 30인 대체 탄소원을 제조하였다. 음폐수 60,000L/일을 출발물질로 하여, 대체 탄소원의 생산량은 50,000L/일, 고형물은 10,000L/일의 구성비로 제조할 수 있다.
대체 탄소원을 후숙조에서 40℃, pH 5, 6일간 보관하여 후숙하였고, 후숙을 끝낸 후 저장조에서 보관하였다(40℃, pH 5).
후숙 공정을 거친 대체 탄소원에는 고형물이 포함되어 있으며 침전 공정을 통해 고형물을 제거하여 순도 높은 대체 탄소원을 확보한다.
이하, 본 발명에 따른 음폐수를 이용한 대체 탄소원 제조 방법에 의한 제조 시설의 실시예에 대해 설명한다.
<실시예 1>
도 2에서 보이는 것처럼, 본 실시예에 의한 음식물류 폐기물의 음폐수를 이용한 대체 탄소원 제조 시설은, 음폐수에 포함된 고형물을 선별하는 원심분리기(1), 원심분리기(1)에 의해 고형물이 선별된 액상의 음폐수에서 유분을 제거하고 유량을 조정하는 유량조정조(2), 유량조정조(2)로부터 음폐수를 각각 공급받아 발효시키는 혐기성 발효조(3)와 호기성 발효조(4), 혐기성 발효조(3)와 호기성 발효조(4)에 의해 각각 혐기 발효와 호기 발효된 발효액을 공급받아 혼합 및 숙성하여 대체 탄소원을 제조하는 후숙조(5), 후숙조(5)를 통해 숙성된 대체 탄소원에 포함된 고형물을 선별하는 침전조(6), 침전조(6)를 통해 고형물이 선별된 대체 탄소원을 저장하는 대체 탄소원 저장조(7)로 구성된다.
원심분리기(1)는 둘레부에 접선방향의 유입부, 저부에는 고형물 배출부 그리고 상부에는 음폐수 배출부가 구비되며, 상기 유입부를 통해 유입된 음폐수와 고형물의 혼합물이 액상의 음폐수와 고형물로 선별되어 고형물은 저부의 고형물 배출부를 통해 배출되고 액상의 음폐수는 상부의 음폐수 배출부를 통해 유량조정조(2)로 배출된다.
유량조정조(2)는 고형물이 선별된 음폐수를 펌프를 통해 혐기성 발효조(3)와 호기성 발효조(4)에 공급하는 것이며, 혐기성 발효조(3)와 호기성 발효조(4)에 동일한 양을 공급할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 혐기성 발효조(3)와 호기성 발효조(4)에 서로 다른 양을 공급할 수도 있다. 왜냐하면 대체 탄소원의 제조를 위해서는 혐기성 발효조(3)와 호기성 발효조(4) 각각에 의한 혐기성 발효액과 호기성 발효액의 혼합량이 다르기 때문이다.
유량조정조(2)는 음폐수의 유량을 조정함과 더불어 음폐수에 포함된 유분을 선별할 수도 있다. 유량조정조(2)에 유입되는 음폐수의 온도는 25~30℃ 이다. 유량조정조(2)의 음폐수에 포함된 유분을 분리하기 위해서는 호기성 발효조에서 발생되는 고온의 습가스를 반송하여 유량조정조 내 음폐수를 가온 및 교반하고 필요 시 유수분리기를 설치하여 유분분리도 가능하다.
혐기성 발효조(3)는 혐기성 미생물(배양액에 혼합)에 의해 음폐수를 혐기 발효시키는 것이며, 최적의 혐기성 발효를 위하여 48~55℃의 온도, 바람직하게 50℃를 유지하고, 이 온도 조건에서 2~4일간, 바람직하게 3일간 혐기 발효를 거치도록 한다. 음폐수에 포함된 유기물의 5~15%가 혐기성 미생물로 변환되며, 혐기성 미생물의 농도는 전술한 수치로 유지하는 것이 바람직하다.
혐기성 발효조(3)에 의한 혐기성 발효시 유용미생물이 활성되고 유분을 제거할 수 있다.
호기성 발효조(4)는 호기성 미생물(배양액에 혼합)에 의해 음폐수를 호기 발효시키는 것이며, 최적의 호기성 발효를 위하여 45~70℃의 온도, 바람직하게 60℃를 유지하고, 이 온도 조건에서 10~12일간, 바람직하게 11일간 호기 발효를 거치도록 한다. 음폐수에 포함된 유기물의 약 50%가 호기성 미생물로 변환되며, 호기성 미생물의 농도는 전술한 수치로 유지하는 것이 바람직하다.
호기성 발효조(4)는 호기성 발효를 위하여 산기관을 통해 산소를 공급한다.
호기성 발효조(4)에 의한 호기성 발효시 유기물질을 제거한다.
혐기성 발효조(3)와 호기성 발효조(4) 각각은 통상적으로 사용되는 것이므로 구체적인 제원과 기능에 대해서는 생략하기로 한다.
후숙조(5)는 혐기성 발효조(3)를 통해 혐기성 발효된 혐기성 발효액과 호기성 발효조(4)를 통해 호기성 발효된 호기성 발효액을 각각 공급받아 혼합하여 C/N 비 30 이상의 대체 탄소원을 제조하고 아울러 대체 탄소원을 숙성한다. 대체 탄소원의 후숙을 위하여 온도는 40℃ 이하, pH 4~5 이하, 5~7일 이하로 숙성하는 것이 바람직하다.
C/N 비 30 이상의 대체 탄소원은 혐기성 발효액과 호기성 발효액의 혼합으로 이루어지는데, 유기물을 기준으로 할 때 혐기성 발효와 호기성 발효 공정은 서로 반대 작용을 하게 되어 혐기성 발효액과 호기성 발효액을 적정량으로 혼합하여야만 C/N 비 30 이상의 대체 탄소원을 제조할 수 있고, 중량 기준으로 할 때 혐기성 발효액 65~75%, 호기성 발효액 25~35%, 바람직하게 혐기성 발효액 70%, 호기성 발효액 30%가 혼합되며, 따라서, 혐기성 발효조(3)와 호기성 발효조(4)에서 후숙조(5)에 공급되는 혐기성 발효액과 호기성 발효액의 유량을 각각 검출(유량계를 통해 각각 검출)하여 정해진 비율의 유량이 후숙조(5)에 공급되도록 제어한다(컨트롤러에 의한 제어).
혐기성 발효조(3)와 호기성 발효조(4)가 후숙조(5)와 직접 연결되어 혐기성 발효액과 호기성 발효액을 후숙조(5)에 직접 공급하는 것으로 한정되지 아니하며, 혐기성 발효액과 호기성 발효액을 유량조정조를 통해 유량 조정한 후 후숙조(5)에 공급하는 것도 포함된다.
침전조(6)는 후숙조(5)를 통해 숙성된 대체 탄소원의 품질 향상을 위한 것이며, 대체 탄소원에 포함된 고형물을 침전에 의해 제거한다. 고형물은 비료로 예를 들어 부숙유기질 비료 중 토양 미생물제제로 사용 가능하다. 침전조(6) 내부에는 고형물의 침전이나 배출 등을 위한 구성(교반기, 스크래퍼 등)이 적용될 수 있고, 1~2일간 침전을 수행한다.
대체 탄소원 저장조(7)는 침전조(2)를 거쳐 고형물이 선별된 대체 탄소원을 저장한다. 후숙조(5)에서 1차 숙성된 대체 탄소원은 침전조(2)를 거쳐 대체 탄소원 저장조(7)에서 2차 숙성이 가능하다. 후숙조(5)와 대체 탄소원 저장조(7)를 포함하여 온도는 40℃ 이하, pH 4~5 이하, 5~7일 이하로 숙성하는 것이 바람직하다.
본 실시예에서 음폐수, 대체 탄소원의 흐름을 위한 각종 배관, 상기 배관을 통해 흐르는 음폐수나 대체 탄소원의 양을 검출하는 유량계, 상기 배관을 개폐 내지 개도를 조정하는 밸브, 음폐수와 대체 탄소원을 압송하는 펌프, 펌프 등의 가동을 제어하는 컨트롤러 등의 구체적인 설명과 도면을 생략하였으나, 이는 당업자라면 실시가 가능할 것이다.
<실시예 2>
도 3에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 의한 음식물류 폐기물의 음폐수를 이용한 대체 탄소원 제조 시설은, 전술한 실시예 1과 비교하면 혐기성 발효조(3)와 호기성 발효조(4)를 후숙조(5)에 병렬로 연결하지 않고, 유량조정조(2)에 저장된 음폐수를 일정량으로 분배하여 혐기성 발효조(3)와 호기성 발효조(4)에 각각 공급하고, 호기성 발효조(4)에서 발효된 호기성 발효액을 혐기성 발효조(3)에 공급하여 혐기성 발효조(3)에서 대체 탄소원을 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예 따르면, 혐기성 발효액이 호기성 발효액 보다 많은 양이 사용되는 점에서 유용할 것이며, 혐기성 발효액을 기준으로 하여 호기성 발효액을 공급함으로써 대체 탄소원을 제조할 수 있다.
1 : 원심분리기, 2 : 유량조정조
3 : 혐기성 발효조, 4 : 호기성 발효조
5 : 후숙조, 6 : 침전조
7 : 대체 탄소원 저장조,

Claims (6)

  1. 음폐수에 포함된 고형의 이물질을 선별하는 고형물 선별단계와;
    상기 고형물 선별단계를 통해 고형물이 선별된 액상의 음폐수를 혐기성 발효시켜 유용미생물을 활성화시키고 호기성 발효시켜 유기물질을 제거하는 발효단계와;
    상기 발효단계를 통해 혐기성 발효와 호기성 발효를 거친 각각의 발효액을 유량 조정하여 일정한 C/N 비 값의 대체 탄소원을 제조하는 유량조정단계와;
    상기 유량조정단계를 통해 C/N 비의 값이 일정 값으로 조정된 대체 탄소원을 숙성시키는 후숙단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물류 폐기물의 음폐수를 이용한 대체 탄소원 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 발효단계는, 음폐수를 호기성 미생물에 의해 발효시키는 호기성 발효단계, 음폐수를 혐기성 미생물에 의해 발효시키는 혐기성 발효단계로 구분되고, 상기 호기성 발효단계와 혐기성 발효단계와 병렬방식으로 이루어져, 상기 호기성 발효단계와 혐기성 발효단계를 통해 생성된 호기성 발효액과 혐기성 발효액을 상기 유량조정단계에 각각 공급하여 C/N 비 30 이상으로 조정된 대체 탄소원을 제조하는 것을 특징으로 하는 음식물류 폐기물의 음폐수를 이용한 대체 탄소원 제조 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 발효단계는, 음폐수를 호기성 미생물에 의해 발효시키는 호기성 발효단계, 음폐수를 혐기성 미생물에 의해 발효시키는 혐기성 발효단계로 이루어지고, 상기 유량조정단계는 상기 호기성 발효단계를 거쳐 생산된 호기성 발효액을 상기 혐기성 발효단계를 통해 혐기성 발효액을 생성하는 중에 혼합하여 C/N 비 30 이상의 대체 탄소원을 생성하는 하는 것을 특징으로 하는 음식물류 폐기물의 음폐수를 이용한 대체 탄소원 제조 방법.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 혐기성 발효 단계는, 상기 음폐수에 대하여 혐기성 미생물의 농도는 2,500mg/L~7,500mg/L이며, 48~55℃의 온도에서 2~4일 간 혐기 발효하는 것을 특징으로 하는 음식물류 폐기물의 음폐수를 이용한 대체 탄소원 제조 방법.
  5. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 음폐수에 대하여 호기성 미생물의 농도는 27,000mg/L~33,000mg/L이고, 45~70℃를 유지하고, 이 온도 조건에서 10~12일 간 호기 발효하는 것을 특징으로 하는 음식물류 폐기물의 음폐수를 이용한 대체 탄소원 제조 방법.
  6. 삭제
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105174598A (zh) * 2015-07-14 2015-12-23 中国科学院广州能源研究所 一种城市生活垃圾渗滤液的综合处理方法
KR20160072363A (ko) 2014-12-12 2016-06-23 박기호 음식물류 폐기물 처리방법
KR101909736B1 (ko) * 2018-03-15 2018-10-18 동우바이오 주식회사 음식폐기물의 음폐수를 이용한 유기탄소원의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 유기탄소원
CN109179924A (zh) * 2018-11-29 2019-01-11 湖南军信环保股份有限公司 一种协同处理垃圾焚烧厂渗滤液和污泥压滤液的方法及系统
KR20230173997A (ko) 2022-06-20 2023-12-27 유재성 유기성 폐기물의 처리장치 및 처리방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004025051A (ja) 2002-06-26 2004-01-29 Toshiba Corp 有機性廃水処理方法及び有機性廃水処理装置
KR101027449B1 (ko) 2011-02-09 2011-04-06 주식회사 이시엘 음폐수를 포함하는 유기성 폐기물의 처리방법
KR20110055333A (ko) * 2009-11-17 2011-05-25 (주)동광이앤아이 유기성 폐기물의 폐수 처리용 조성물, 이를 이용한 유기성 폐기물의 폐수 처리방법 및 이에 의해 제조된 양액
KR101070725B1 (ko) 2009-07-06 2011-10-07 삼성물산 주식회사 분쇄기 대응형 주방 오물, 오수 처리 시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004025051A (ja) 2002-06-26 2004-01-29 Toshiba Corp 有機性廃水処理方法及び有機性廃水処理装置
KR101070725B1 (ko) 2009-07-06 2011-10-07 삼성물산 주식회사 분쇄기 대응형 주방 오물, 오수 처리 시스템
KR20110055333A (ko) * 2009-11-17 2011-05-25 (주)동광이앤아이 유기성 폐기물의 폐수 처리용 조성물, 이를 이용한 유기성 폐기물의 폐수 처리방법 및 이에 의해 제조된 양액
KR101027449B1 (ko) 2011-02-09 2011-04-06 주식회사 이시엘 음폐수를 포함하는 유기성 폐기물의 처리방법

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160072363A (ko) 2014-12-12 2016-06-23 박기호 음식물류 폐기물 처리방법
CN105174598A (zh) * 2015-07-14 2015-12-23 中国科学院广州能源研究所 一种城市生活垃圾渗滤液的综合处理方法
KR101909736B1 (ko) * 2018-03-15 2018-10-18 동우바이오 주식회사 음식폐기물의 음폐수를 이용한 유기탄소원의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 유기탄소원
CN109179924A (zh) * 2018-11-29 2019-01-11 湖南军信环保股份有限公司 一种协同处理垃圾焚烧厂渗滤液和污泥压滤液的方法及系统
CN109179924B (zh) * 2018-11-29 2024-01-26 湖南军信环保股份有限公司 一种协同处理垃圾焚烧厂渗滤液和污泥压滤液的方法及系统
KR20230173997A (ko) 2022-06-20 2023-12-27 유재성 유기성 폐기물의 처리장치 및 처리방법

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