P4-11 : 음폐수의 하수슬러지 병합 처리를 위한 물리화학적 분석 및 혐기성소화 평가

최근까지 음식물류폐기물 및 하수슬러지와 같은 유기성폐기물을 해양투기로 처리하였으나 런던협약 이후, 우리나라는 2012년부터 축산분뇨, 2013년부터는 음폐수의 해양배출이 금지되었고, 이에 따라 유기성폐기물을 전량 육상처리 하도록 하고 있다. 대표적인 고농도 유기성폐기물중 하나인 음식물류폐기물은 대부분 사료화 및 퇴비화 등으로 육상처리 되었으나, 아프리카돼지열병(ASF) 발생으로 인해 2019년부터 음식물류폐기물의 습식 사료화가 축소되었다. 이에 습식사료화로 처리되고 있던 음식물류폐기물이 건식사료화·퇴비화·중간가공 등으로 처리 물량이 증가함에 따라 급증하는 음폐수의 처리 방안이 필요한 실정이다. 음폐수의 처리 방법 중, 폐기물 안정화 및 발생하는 바이오가스를 에너지원으로 사용할 수 있는 혐기성 소화가 각광을 받고 있다. 하지만, 국내 음폐수의 경우, 혐기성 소화 시 낮은 pH 및 염분농도로 인해 혐기성 소화 효율이 저하될 수 있어 이를 극복하기 위한 방안으로 하수슬러지와 혼합하여 처리하는 병합 혐기성 소화 방법을 활용할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 음식물류폐기물의 습식사료화가 축소됨에 따른 처리시설별 변동 현황 및 처리량을 파악하였으며, 효율적인 병합 혐기성 소화를 위해 음폐수 및 하수슬러지의 물리화학적 분석을 실시하여 각 폐기물별 바이오가스 발생량 및 저해인자 영향을 평가하였다. 또한, 실증 하수처리장내 혐기소화 시설에 음폐수를 투입하여 혐기성 소화 효율을 평가하였다. ASF 발병 이후, 음식물류폐기물 처리 시설의 현장 및 유선 조사를 실시한 결과, 습식사료화 시설은 총 121 개소 감소하였다. 효율적인 병합 소화를 위한 각 폐기물의 물리화학적 분석을 실시한 결과, 바이오가스 발생량은 음폐수가 하수슬러지에 비해 약 19% 높았으나, 고농도로 존재 시 혐기성 소화에 저해를 줄 수 있는 NH4+농도가 약 1.9배 높았다. 이에, 하수처리장내 음폐수 투입량을 증가시키면서 혐기성 소화를 실시한 결과, TS 및 VS 제거율은 각각 45.4, 61.1%로 음폐수 투입 전과 비교하여 비슷한 수준을 나타냈다. 따라서, 물리화학적 분석 및 실증 시설 운전을 통해 평가한 결과, 음폐수 및 하수슬러지의 병합 혐기성소화 시, 음폐수의 고농도 NH4+와 같은 유해인자들로 인해 혐기성 소화 효율이 감소할 수 있지만, 적정 비율의 음폐수 투입을 통해 기존의 하수슬러지 혐기소화 시설에서 안정적인 병합 혐기성 소화를 실시할 수 있을 것으로 판단된다.