[FMX] FMX를 이용한 BGP(Bio-Gas Plant) 발생 폐수 처리
저자명: 김장규, 김상욱, 박기택, 유명중
발행정보: 2009 춘계 막학회
❏ 서론
- 신재생에너지에 대한 관심이 높아짐에 따라 정부에서도 바이오가스 플랜트의 설치 계획 발표
- BGP는 가축 분뇨와 음식물쓰레기에서 나오는 메탄가스를 태워 전력을 생산하고 퇴비 및 액비를 만드는 시설로 폐기물처리와 전력문제를 동시에 해결할 수 있는 새로운 에너지 공급원으로 주목받고 있음
- BGP의 최종부산물인 슬러지와 페수는 각각 퇴비와 액비로 농지에 살포되거나 처리하여 하천으로 방류함
- 본 연구에서는 네덜란드 “D”사 BGP Process에서 발생하는 폐수처리를 위해 FMX UF를 이용한 파일럿 테스트를 실시하였으며 BGP Process의 폐수처리 효율을 높이고 FMX 처리 성능을 검증함
❏ 실험방법 및 처리공정
○ 실험공정
- UF공정에 적용된 기존의 세라믹 막은 막힘현상(fouling)으로 인해 flux와 농축율이 저하되고, 전체 폐수처리공정이 원활히 운영되지 못함. 이에 UF공정의 세라믹 막을 대체하여 pilot test를 실시
Fig 1. BGP 폐수처리공정
- 발생페수 성상: 가축분뇨와 콩류식물, 바이오디젤 생산 시 발생하는 부산물인 글리세인이 biomass로 활용
- 실험 내용: 발생폐수를 UF로 FMX를 사용하여 80% 농축처리 실험 실시
Table 1. Screw Press 처리수 성상
Table 2. FMX 막의 특성
❏ 실험결과
- 유입용량: 200~300L
- 회수율: 80%
- 평균 flux: 40.5 LMH(L/m2․hr)
Fig 2. UF 150kDa 운전 결과
Table 3. UF 150kDa 운전결과
- 실험내용: A구간에서 NaOH cleaning과 citric acid cleaning을 실시. NaOH를 사용 pH 12, citric acid 사용하여 pH 2.7에서 세정한 결과 미세하게 감소하던 flux가 다시 회복되는 것을 확인
고농축의 가능성을 파악하기 위해 B구간에서 93%에 이르도록 농축 진행. 농축실험은 특별한 처리수 성상 변화 없이 93%까지 농축되었고, 실험 후 단순한 청수 flushing을 통해 flux가 회복됨을 확인
❏ 결론
- FMX(와류발생형 분리막)를 이용한 BGP 발생 폐수의 처리 결과, 막의 막힘현상 없이 80% 이상의 회수율로 처리가 가능
- UF 150kDa 적용 시, 평균 flux가 40.5 LMH(L/m2․hr)로 급격한 막오염 없이 안정적인 운전 결과
- 세정실험을 통해 일주일 단위로 주기적인 산과 알칼리 세정을 통해 무 기물 및 유기 오염물을 제거할 수 있음을 확인
- 고농축실험 결과, 특별한 처리수 성상 변화 없이 93%까지 농축되었고, 실험 후, 단순한 청수 flushing을 통해 flux가 회복됨을 확인
- 실험결과를 바탕으로 BGP 발생폐수 처리시설에 적용 시, 안정적인 운전이 가능할 것으로 판단