The dissolved air at the bottom layer of the deep aeration tank transforms into fine gas bubbles within the MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid) floc when exposed to the atmosphere. MLSS floc flotation occurs when MLSS from the deep aeration tank enters the secondary clarifier for solid-liquid separation, as dissolved air becomes fine air within the MLSS floc. The floated MLSS floc causes a high SS (Suspended Solid) concentration in the secondary effluent. The fine air bubbles within the MLSS floc must be removed to achieve stable sedimentation in the secondary clarifier. Fine bubbles within the MLSS floc can be removed by air sparging. The settleability of MLSS was measured by sludge volume indexes (SVIs) after air sparging MLSS taken at the end of the deep aeration tank. MLSS settling tests were performed at MLSS heights of 200, 300, 400, and 500 mm, and compressed air was fed at the bottom of the settling column with air flow rates of 100, 300, and 500 ml/min at each MLSS height, respectively. Also, at each height and air flow rate, air was sparged for 3, 5, and 7 minutes, respectively. SVI was determined for each height, air flow rate, and sparging time, respectively. Experimental results showed that a 300 mm MLSS height, 300 ml/min air flow rate, and 3 minutes of sparging time were the least conditions to achieve less than 120 ml/g of SVI, which was the criterion for good MLSS settling in the secondary clarifier.

본 연구에서는 교내 기숙사 식당에서 분리 수거된 음식물류 폐기물을 침출수 순환형 혐기성 소화 공정을 이용하여 신재생 에너지인 메탄가스를 최종적으로 얻기 위한 연구를 수행하였다. 침출수 순환형 혐기성 소화 공법은 혐기성 반응조에서 발생하는 침출수를 고액 분리하여 펌프(Cole-parmer Instument Co. Model No.7520-10)를 이용해 1일 1회 10mL/min의 유량으로 침출수 수집조에 수집하였다가 침출수 인발 완료 후 동일한 유량으로 반응조로 재순환 시켜 반응조 내부의 미생물의 활동을 활발하도록 하였다. 그 결과 기존의 혐기성 소화 공법에 비해 높은 메탄가스 수율을 보였다. 음식물류 폐기물을 이용한 침출수 순환형 혐기성 소화 실험은 메탄가스를 효율적으로 생산하기 위해 음식물류 폐기물/식종 혐기성 슬러지 비와 유기물 부하율을 각각 달리하여 실험을 실시하였다. 음식물류 폐기물/식종 혐기성 슬러지 비가 2:8이고 유기물 부하율이 9 gVS/L인 침출수 순환형 음식물류 혐기성 소화 반응조의 메탄가스 발생 수율이 평균 1.395 m³ Biogas/kg VS added로 가장 뛰어났고, 반응종료 시 가스 중 H2S 및 NH3의 농도는 초기값에 비해 각각 98% 및 80%정도 저감되었다. 이에 비해 음식물류 폐기물/식종 혐기성 슬러지 비가 3:7이며 유기물 부하율이 15 gVS/L인 반응조와 음식물류 폐기물/식종 혐기성 슬러지 비 8:2, 유기물 부하율 90 gVS/L인 반응조에서는 메탄가스 발생이 진행되다가 유기물 과부하로 인해 반응이 멈추는 결과를 얻었다.