소화조 운영(유기산, 알칼리도)

유기산이 소화조에 주는 영향

혐기성 소화조를 운영하는 곳에서 유기산과 알칼리도의 농도는 중요한 운영 인자입니다. 혐기성 소화는 하수슬러지, 음식물쓰레기, 농업폐기물 등 유기성 폐기물의 양을 안정화하고 줄이는 데 사용하는 방법입니다.

또한 혐기성 소화는 박테리아, 고세균과 같은 미생물들이 생슬러지를 분해하고 메탄가스를 생성합니다. 이를 자원화할 수 있다는 장점이 있습니다. 이 과정에서 유기물은 휘발성 지방산의 혼합물로 전환됩니다. 이런 휘발성 지방산에는 아세트산, 프로피온산, 부티르산 등이 포함됩니다.

 

소화되고 남은 슬러지는 휘발성 지방산과 질소, 인 등과 같은 화합물들이 포함되어 있습니다. 소화조 내부에 유기산이 존재하면 미생물의 활동을 억제하므로 생성되는 바이오 가스의 양을 감소시킬 수 있습니다. 이렇게 소화조 내부의 유기산은 혐기성 소화 공정의 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 

 

유기산과 알칼리도

일반적으로 소화가 잘 되고 있는지 분석을 필요로 할 때 슬러지를 채취해서 유기산 알칼리도 시험을 합니다. 위에서 언급하였듯 유기산 농도가 높으면 소화 효율에 영향을 주기 때문입니다. 유기산을 잡아주는 알칼리도의 농도 역시 중요한 인자입니다. 유기산이 증가하여 소화조 내 pH가 감소하면 미생물의 활동성이 감소하기 때문에 알칼리도의 역할이 중요합니다. 알칼리도는 산을 중화하고 안전한 pH를 유지할 수 있도록 도와줍니다. 슬러지 성상에 따라 별도의 약 품 없이 pH가 잘 유지될 수 있지만 경우에 따라 NaOH 혹은 Ca(OH)2와 같은 알칼리성 약품을 넣어줄 수 있습니다. 하지만 알칼리도가 너무 높아도 문제가 발생할 수 있습니다. 일반적으로 소화조의 pH는 7~8 정도를 유지해 주는 게 좋습니다. 알칼리도가 너무 높으면 소화조를 부식시키기 때문에 유지보수를 해야 할 수 있습니다.

 

정리

소화조 운영을 위해서는 소화조 내 pH가 매우 중요합니다. 적정 pH는 7~8이며 유기산 발생이 많을 경우 슬러지가 산성화 되어 미생물들의 활동성을 저하시키고 생산되는 바이오가스의 양을 감소시킵니다. pH 저하가 발생하는 경우 알칼리도를 높여주기 위해 약품 투입을 할 수 있으며, 약품에는 수산화나트륨, 수산화칼륨이 대표적입니다. 또한 적은 양의 하수를 처리하는 공정은 제한이 있지만 대규모 처리장이라면 공급되는 슬러지의 성상을 조절하여 소화조 내 알칼리도와 유기산의 농도를 적절히 유지할 수 있습니다.