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초록

영어

In this study, performance was evaluated by analyzing biogas production, organic matter removal and microbial community through continuous operation of pilot-scale of anaerobic digester with combined thermophilic and mesophilic using sewage sludge. The biogas production in the thermophilic anaerobic digester after start of the initial operation showed a tendency to increase gradually, but it was rapidly decreased from the 22 day of operation and was maintained after 25 days. In the thermophilic anaerobic digester, scum layer combined with floating sludge occurred, but non occurred in the mesophilic anaerobic digester. As result is considered to be complementary and buffering effect between thermophilic and mesophilic anaerobic digester. In addition, the COD removal rate for subjected to thermophilic anaerobic digester averaged 25.1%, the rate of elimination of VS removal was 39.8% and mesophilic anaerobic digester was 21.7% and 16.8% respectively. Although the concentration of the influent sewage sludge showed a some what large difference, it was confirmed that the VS concentration of the thermophilic-mesophilic effluent was stably maintained without a large concentration change. The pH of the anaerobic digester which is one of the indicators of stability was maintained at 6.9 in the thermophilic and 7.4 in the mesophilic anaerobic digester and The digestion efficiency was 55.7% through the thermophilic and mesophilic digester. As a result of analysis of microbial community changes, 27.9% and 28.6% of Firmicutes and proteobacteria respectively, which grow using organic acid as a substrate, were found in the thermophilic anaerobic digester. On the other hand, in the mesophilic anaerobic digester, the Bacteroidetes were most ratio. In the Archaea analysis, Methanolinea was intensed in the thermophilic anaerobic digester. In the mesophilic anaerobic digester, the proportion of Methanolinea decreased and Methanosaeta and Methanosarcinar were the majority with similar ratio.

한국어

본 연구에서는 하수슬러지를 이용한 Pilot 규모의 고온-중온 병합 혐기성 소화조 연속운전을 통하여 바이오가스 발생 량, 유기물제거특성, 미생물 군집변화 등의 분석을 통하여 성능을 평가 하였다. 초기 운전 시작 후 고온 혐기성 소화조의 바이오가스 발생량은 점차 증가하는 경향을 나타내었으나, 운전 22일부터 급속히 감소되었고, 25일 이후로 유지됨을 확 인하였다. 또한 고온혐기성 소화조에서는 부상된 슬러지와 결합된 스컴 층이 발생한 반면 중온소화조에서는 발생은 전혀 일어나지 않았으며, 이러한 결과는 고온-중온 소화조간의 보완 및 완충작용에 있다고 판단된다. 또한 고온 혐기성 소화를 거친 유출수의 COD제거율은 평균 25.1% VS제거율은 평균 39.8%, 중온 혐기성 소화조에서는 각각 21.2%, 18.9%를 각 각 나타내었다. 유입 하수슬러지의 농도는 다소 큰 차이를 보였음에도 불구하고 고온-중온 유출수의 VS농도는 큰 농도 변화 없이 안정적으로 유지됨을 확인하였다. 또한 혐기성 소화조의 안정성의 지표중의 하나인 pH 변화를 살펴보면 고온 혐기소화조에서는 평균 6.9, 중온 혐기소화조에서는 7.4로 유지되었고, 고온-중온 혐기성 소화을 통해 55.7%의 높은 소 화효율 보였다. 고온-중온 혐기성소화조의 미생물 군집변화를 분석한 결과 고온 혐기성 소화조에서는 organic acid를 기 질로 사용할 수 있는 Firmicutes와 proteobacteria가 27.9%, 28.6%로 나타났다. 반면에 중온 혐기소화에서는 Bacteroidetes가 가장 우점화 되었다. 또한 Archaea 분석에서는 고온 혐기성 소화조에서는 Methanolinea 우점화 되었으 며, 중온 혐기소화의 경우 Methanolinea의 비율은 감소하고, Methanosaeta와 Methanosarcinar의 비율이 대부분을 차지 하고 비슷한 비율로 이루어져 있는 것으로 나타났다.

목차

Abstract
 요약문
 I. 서론
 II. 연구재료 및 방법
  1. 하수슬러지 및 식종균
  2. 실험장치 및 운전조건
  3. 분석 방법
 III. 연구 결과 및 고찰
  1. 바이오가스 발생량 및 운전 특성
  2. 유기물 제거 특성
  3. 고온-중온 혐기성 소화조의 미생물 군집변화
 IV. 결론
 References

키워드

저자

• 조경민 [ Kyung-Min Cho | 국립한밭대학교 건설환경공학과 ]
• 오세은 [ Sae-Eun Oh | 국립한밭대학교 건설환경공학과 ] Corresponding author

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• 간행물명

  한국도시환경학회지 [Journal of the Korean Society of Urban Environment]

• 간기

  계간

• pISSN

  1598-253X

• 수록기간

  2001~2026

• 십진분류

  KDC 539 DDC 628