탄소중립 및 순환경제 실현을 위한 유기성 폐자원 바이오가스화가 전 세계적인 트렌드로 정착 중이다. BKT는 이에 발맞춰 유기성 폐자원 통합소화에 필요한 요소기술들을 선제적으로 개발하고 바이오가스 생산과 슬러지 감량, 폐수처리까지 한꺼번에 해결할 수 있는 '유기성 폐자원 통합소화 솔루션'을 국내 최초로 완성했다.

최근 바이오가스 증산을 위해 하수 슬러지뿐 아니라 그 지역에서 발생하는 음식물 쓰레기나 가축분뇨 등 다양한 유기성 폐자원의 통합 처리가 추진되고 있다. 유기성 폐자원을 한 곳에 모아 통합 소화하면 바이오가스 생산에 규모의 경제가 실현돼 하수처리장의 에너지 자립이 가능하고, 매립지 등에서 썩는 과정에서 이산화탄소(CO2)보다 84배(최근 20년 기준) 더 지구 온난화에 악영향을 끼치는 메탄(CH4)을 대기중으로 방출하는 대신 신재생에너지로 전환시켜 기후변화에도 효과적으로 대응할 수 있다.

하지만 혐기성소화 이후 발생하는 고농도 폐수는 기존 하수처리장에 부하를 주게 되고 혐기성 소화를 통해 생산된 에너지보다 더 많은 에너지를 투입해 처리해야 하기 때문에 경제성이 낮아져 통합 처리 바이오가스화 사업에 걸림돌이 돼왔다. BKT는 이 같은 문제점을 해결하기 위해 바이오가스를 증산하는 혐기소화(AAD) 기술에 소화폐액 내 고농도 질소를 경제적으로 처리할 수 있는 아나목스(AMX) 기술과 통합소화시설에서 발생되어 외부로 반출되는 탈수케이크의 양을 줄일 수 있는 열가수분해(Draco) 기술을 접목하는 패키지 형태의 Upstream 공정을 구성했다.

BKT의 Upstream 공정은 처리시설 전체가 유기적으로 연계되는 하나의 패키지 형태로 구성돼 경제적이며 안정적인 운영이 가능할 뿐 아니라 고객 필요에 따라 맞춤 구성이 가능하다.

유기성 폐자원에서 많은 바이오가스를 얻고 싶다면 열가수분해 기술인 Draco를 혐기성소화 AAD의 전처리로 활용하는 '에너지화 솔루션'을 선택할 수 있다. 에너지화 솔루션은 유기성 폐자원 중 생분해성이 낮은 물질을 열가수분해를 통해 생분해성이 높은 물질로 전환해 혐기성소화조로 투입하여 바이오가스 발생량을 극대화하는 방법이다. 하수슬러지에 에너지화 솔루션을 적용하면 바이오가스 발생량을 20% 이상 늘릴 수 있고, 혐기성소화조의 체류시간을 30% 이상 줄일 수 있다.

반면에, 운영관리 비용을 줄이고 싶다면 혐기성소화조 후단에 열가수분해(Draco)를 두는 '에너지화+감량화 솔루션'을 선택할 수 있다. 혐기성소화 이후 발생하는 혐기성소화 슬러지를 열가수분해를 통해 감량화하는 것이 특징인 에너지화+감량화 솔루션은 슬러지 감량뿐 아니라 최종 탈수과정에서 발생되는 탈리액을 이용해 바이오가스 증산을 동시에 달성할 수 있는 솔루션이다. 혐기성소화 슬러지의 탈수성을 개선해 외부로 위탁처리하는 비용을 75~85%까지 절감하고, 용존성 유기물을 다량 포함하고 있는 탈리액을 혐기성소화조로 내부 반송해 10% 이상의 바이오가스를 증산할 수 있다.

BKT는 현재 대구 S하수처리장 내에 음식물 찌꺼기 18톤과 하수슬러지 2톤을 혼합해 바이오가스를 생산하고 AMX를 적용해 고농도의 질소를 처리하는 실증연구시설을 설치, 운영 중에 있다. 경제적인 폐수처리 기술인 AMX를 적용해 폐수처리에 필요한 에너지 소비를 최소화하고, 자체 생산된 바이오가스를 이용해 전체 실증시설의 운영이 가능할 뿐만 아니라 일부 바이오가스는 여유분으로 남을 만큼 '에너지 생산형 실증시설'로 인정받고 있다. BKT는 실증연구시설에서 발생되는 혐기성소화 슬러지에 열가수분해 기술인 Draco를 접목해 외부로 반출되는 최종 탈수케이크의 양을 줄여 운영비를 절감하고, 탈리액을 혐기성소화조로 반송해 바이오가스를 증산하는 완벽한 ‘에너지 생산형 유기성 폐자원 통합처리시설’로 운영할 계획을 가지고 있다.

D하수처리장에서는 슬러지 처리에 슬러지 가용화(열가수분해)와 바이오가스 생산(혐기성소화), 폐수처리(아나목스)까지의 시스템(490톤/일)을 적용하는 실시설계가 진행 중으로 몇 년 안에 국내 최대 규모의 실증시설이 운영될 예정이다.

BKT는 지난해 녹색혁신기업에 선정돼 차별화된 열가수분해(Draco)를 기반으로 '유기성 폐자원의 에너지화 및 감량화 사업'을 발굴하고 전통적인 물 산업에 Water AI 기술을 추가하는 R&D를 통해 BKT만의 독특한 Upstream 공정을 만들어 가고 있다.

국내 유일 '유기성 폐자원 통합소화 솔루션' 완성

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