우리나라에서 배출된 음식물쓰레기가 연간 420만톤 발생하고 있고, 음식물쓰레기의 배출량은 전체 배출량의 65%를 차지하고 있어, 이 분야의 폐기물 배출이 국내의 폐기물 분야에 크게 기여하고 있는 것으로 나타났다. 이러한 혐기발효에서 발생하는 바이오가스는 전기를 생산하는 경우보다 연료로 사용할 경우에 환경성과 경제성은 더욱 증가하는 것으로 평가되고 있다. 이러한 바이오가스 중에 메탄과 이산화탄소 발생량 보다 황화수소 발생량은 소량이지만 금속의 부식성과 장비의 유지관리를 어렵게 하기 때문에 유해가스인 황화수소를 분리 제거하는 것이 메탄의 분리정제에 앞서 중요한 과제이다. 이를 위해 적용할 수 있는 분리기술은 크게 흡착법, 흡수법, 생물학적 제거법 등이 있는 데 사용용도, 재이용 및 경제성 등을 고려하여 흡수법의 기술적인 방법을 선택하는 것으로 중요하다. 바이오가스 내 황화수소를 제거하기 위해서 주로 사용하는 방법으로 금속철을 이용한 흡착법이나 흡수법 등이 주로 이용하여 왔다. 황화수소가스를 제거하기 위하여 화학흡수제인 무기화합물인 철화합물을 사용한 사례는 많치만 철킬레이트(Fe-EDTA)를 이용하는 처리방법 등은 국내에서는 석유화학공정 및 제지공장 등의 화학처리공정 및 악취가스처리를 위해 황화수소를 제거하기 위해 제한적으로 사용되어 왔다. 혐기발효를 위해 생성되는 바이오가스 내 황화수소를 흡수반응에 의해 철킬레이트 화합물을 본격적으로 적용된 예는 외국에서는 있지만 국내에서는 적었다. 만일 황화수소를 철킬레이트의 화학적인 흡수반응을 이용하면 황으로의 침전은 안전하고도 쉽게 분리가 가능하며 화학적으로도 안정적이고 인체에 무해하며 부식성이 없다. 또한 사용 후 재이용이 가능하고 고효율의 분리정제가 가능하기 때문에 바이오가스 분리를 위해 최적의 조건에서 분리정제를 위한 방법을 고려할 수 있다. 그러므로 EDTA에 의한 철킬레이트 화합물이 바이오가스 성분으로부터 황화수소가 쉽게 산화되면서 적절한 공정조건에 의해 여과나 침전방법에 의해 제거가 가능하다.

• 박영규(대진대학교 화학공학과)