혐기성 소화방식

혐기성 소화란

혐기성 소화는 산소가 없는 조건에서 유기성 슬러지를 안정화하는 방식이다.

분해 결과 메탄과 이산화탄소가 생기며, 메탄은 연료로 쓸 수 있다.

하수슬러지 안정화와 감량, 바이오가스 회수의 중심 공정이라 실무에서 가장 많이 쓰인다.

네 단계 반응

유기물은 가수분해, 산생성, 초산생성, 메탄생성의 네 단계를 거쳐 분해된다.

가수분해는 고분자 유기물을 단량체로 바꾸고, 산생성은 이를 지방산과 수소 등으로 바꾼다.

초산생성은 지방산을 초산으로 바꾸고, 메탄생성은 초산과 수소·이산화탄소로 메탄을 만든다.

메탄생성균은 증식이 느리고 pH에 민감해 이 단계가 전체 속도를 지배한다.

중온과 고온

방식은 운전 온도에 따라 중온 소화와 고온 소화로 나뉜다.

중온 소화는 약 30~38℃에서 운전한다. 가열 에너지가 적어 국내 하수처리장에서 널리 채택된다.

고온 소화는 약 49~57℃에서 운전한다. 체류시간이 짧고 가스 발생량과 메탄 함량이 높지만 가열 에너지가 많이 든다.

두 방식의 선택은 가스 회수량과 열 수지를 함께 비교해 정한다.

저율과 고율

저율 소화와 고율 소화는 가열과 혼합 여부로 나뉜다.

저율 소화는 가열과 혼합이 없어 체류시간이 길고 조 용량이 크다.

고율 소화는 가열하고 완전 혼합하며, 요구 체류시간이 15일 이하로 짧다.

신규 설계에서는 고율 소화가 우선 검토된다.

정답과 헷갈리는 점

정답은 고율 소화다. 체류시간이 15일 이하인 방식이 고율 소화다.

시험에서는 중온과 고온의 운전 온도를 혼동하는 실수가 많다.

고온 소화는 체류시간이 짧고 가스 발생량이 많지만 가열 에너지가 더 든다는 장단점을 함께 쓴다.

저율과 고율을 구분하지 않고 체류시간만 쓰는 답안은 감점된다.

정리

혐기성 소화의 핵심을 정리한다. 정의는 산소 없이 유기물을 메탄과 이산화탄소로 분해하는 것이다.

4단계는 가수분해, 산생성, 초산생성, 메탄생성 순서로 진행한다.

운전 방식은 온도 기준으로 중온과 고온, 가열·혼합 기준으로 저율과 고율로 나눈다.

효과는 고형물 감량과 병원균 감소, 소화가스 회수다.