축산폐수처리 및 신재생에너지사업

1. 축산폐수처리 및 신재생에너지사업 2008. 5. 15 AT&CNK KOREA

2. 차 례 • 배경 • 국내외현황 • 처리기술 • 기대효과

3. 발생량 총 8천만톤 현재 처리현황 • 하수슬러지 : 2,400만톤/년 • 축 산 분 뇨 : 5,100만톤/년 • 음식폐기물 : 430만톤/년 • 현재까지 대부분 • 해양투기,소각,매립,토지살포 대 안 ? 제도 변경사항 에너지 전환시 • 고농도 유기성 바이오매스의 • 에너지 전환시 : 50만 TOE/년 • 기후변화협약관련 • 탄소배출권 획득 • 런던협약 및 96개정 의정서 • → 해양투기 금지 (~2011년2월) • 환경부: 2005.1.1부터 직매립금지 1. 배경

4. 기타 5% 기타 5% 농지살포95% 혐기성소화+퇴비화 95% 미국 (2004) EU15 (~2002) 매립 1% 기타 5% 소각 1% 기타 5% 소각 1% 해양투기 27% 퇴비+재활용 65% 재활용 (퇴비화) 94% 국내 (2003): 축산분뇨슬러지 일본 (2003) 2. 국내외 현황 - 국내외현황

5. 2. 국내외 현황 - 당해기술관련 ■ 국내의 바이오매스 에너지로 전환율: 3.7% (2000기준) ■ 기술개발을 활발히 하였으나 효율적인 유기성 바이오 에너지 보급 플랜트 전무 ■ 국내 바이오 에너지기술 지도 작성(2002. 12) 국내현황 국외현황 ■ 미국, 캐나다, 유럽 (북구) 를 중심으로 바이오 에너지의 전체에너지 비중 (3~15%) ■ 플랜트원료: 가축분뇨, 도축, 식품가공 및 음식물쓰레기 ■ 공동 및 개별 지역발전시설: 독일;1,000여기, 덴마크;45기, 이탈리아;50여기, 스웨덴;26기등 ■ 재래식 메탄발효시설: 중국;약 500만기, 인도;126만기, 네팔;6,000여기 등

6. 2. 국내외 현황 - 당해기술관련 유럽 주요국의 바이오가스 플랜트 설치 상황 주 : 집중형 – 5~60호의 축산농가가 축산분뇨 등을 제공하는 플랜트, 개별농가형 –개별농가가 독자적으로 운영하는 플랜트 자료출처 : (재) 축산환경정비기구 ‘가축배설물을 중심으로 한 메탄발효처리시설에 관한 연구’, 2001년 8월

7. 2. 국내외 현황 - 기후변화협약관련 ■ 국제적으로 JI, CDM사업 활발히 추진중. ■ CDM사업분야 다양하나, 본 기술은 바이오매스 관련 신재 생에너지 분야에 해당됨. CDM 사업 ■ 바이오매스나, 신재생에너지분야는 UNFCCC에상당히 많이 등록되어 있음. ■ 본 사업과 가장 유사한 Project 1 건 등록 ■ Project : The anaerobic digestion swine wastewater treatment with on-site power bundled project ■ Host : Philippines ■ Other Party : United Kingdom ■ Methodolgy : AMS-I, AMS-III ■ Registration Date : 2007.12.17 CDM 등록

8. 2. 국내외 현황 - 당해기술관련 덴마크 Blaabjerg 바이오가스플랜트

9. 3. 처리기술 사업 목적 • 고농도 축산분뇨를 이용한 에너지 생산 • 혐기소화공정을 통한 축산폐수의 처리 • 가스발전시 발생되는 폐열 회수로 온수 공급 • 발생전력의 단지내 사용으로 운영비용 절감 • 축산분뇨를 이용한 신재생에너지 견학시설 활용 사업 범위 가스저장 축산분뇨 저장탱크 가스발전 혐기소화공정 후처리연계 사업범위

10. 유기물 CH4, CO2 H2, H2S 액비생산 고농도 유기폐액 유기산 하수연계처리 후처리방류 산발효조 메탄발효조 질소제거 C-Source 3. 처리기술 혐기소화공정 • 산발효조와 메탄발효조를 위 그림처럼 구분할 수도 있으나 하나의 조로 운전을 할 수도 있음. • 대개 유럽에서는 단상(산발효조 + 메탄발효조)으로많이 시설은 운영하고 있음. • 체류시간(처리시간)을 많이 가져갈 수록 메탄발생량이 많으며, 대개 25-35일정도로 운전

11. 3. 처리기술 가스저장 및 에너지회수시설 폐수저장 및 전처리 전력 및 온수공급 저장조 협잡물제거 탈황시설 가스저장조 가스발전시설 탈 수 후처리 연계 가 열 조 메탄발효조 산발효조

12. 3. 처리기술 – 단계별 설명 개 요 : 축산분뇨의 협잡물 및 부유물질을 제거 목 적 : 기계장치의 보호, 혐기소화시설의 성능보장 전처리 단계 고액분리시설 • 기 능 : 축산분뇨의 고형물과 조대협잡물을 제거 및 고액분리 • 목 적 : 후속 공정의 부하감소 및 기계적 고장 최소화 • 공 정 : 제거되어진 고형물은 퇴비화공정 혹은 별도의 혐기소화조로 이송처리 • 특 징 : 가축털의 다량유입, 성장촉진제 및 사료내 구리성분의 유입 가능성 가압부상조 ( D.A.F) • 기 능 : 축산분뇨의 SS(부유물질) 제거 • 목 적 : 소화조내 부유물질의 적재방지 및 메탄발효조 효율안정화 • 공 정 : 고액분리된 스컴은 퇴비화공정 혹은 별도의 혐기소화조로 이송처리 • 특 징 : 축산분뇨의 부유물질만을 선택적 제거, 유기물제거 최소화

13. 3. 처리기술 –단계별 설명 혐기성소화공정 개 요 : 본 전체 공정에서 가장 중요한 공정 목 적 : 축산분뇨의 혐기성처리, 고순도 메탄가스생산 혐기성 소화조 • 기 능 : 고농도 유기물의 가수분해 , 산발효 및 메탄발효 • 온 도 : 중온(35-37C) 고온(약 55C)로 구분할 수 있으나 대개 중온을 많이 선택 • 사 양 : 체류시간(HRT) 25-35일, 혼합설비, 가온설비, 가스포집설비 • 공 정 : 처리된 폐수는 탈수시설로, 메탄가스는 가스이용시설로 연계 • 주의사항 : 수온, 부하, 독성물질등 에 주의 필요 해외기술선 : 오스트리아 Gerhard Agrintz, 독일 Envitech 기술확보

14. 3. 처리기술 – 단계별 설명 개 요 : 소화조에서 발생한 바이오가스를 정제 및 발전 목 적 : 가스이용시설보호및 에너지회수 가스이용설비 가스정제시설 • 기 능 : 바이오가스에 포함된 수분 및 유화가스(H2S)가스제거 • 목 적 : 가스이용설비의 부식,악취방지 및 보호 • 공 정 : 소화조에서 발생하는 바이오가스를 정제하여 가스저장조에 보관 • 특 징 : 바이오가스 성상 중 실록산의 여부및 정도 확인요함 가스저장조 • 기 능 : 정제되어진 바이오가스를 저장 • 목 적 : 가스발전기의 연료인 바이오가스를 이용가능하도록 저류 • 사 양 : 건식타입 혹은 이중밀폐형, Protection System, • 공 정 : 저장되어진 바이오가스는 가스발전기의 원료로 사용 • 특 징 : 자연압을 이용한 설비로 가연성가스의 이용시 안정성확보 및 취급용이

15. 3. 처리기술 – 단계별 설명 가스 발전기 • 기 능 : 발생된 바이오가스의 발전을 통해 전력생산 및 열에너지회수 • 목 적 : 고농도 유기물이 가진 에너지를 회수 • 사 양 : 열병합발전기(CHP) , ATS(Auto Transfer Switch):한전병행, 열교환설비 • 공 정 : 발생전력- 시설내 재사용, 한전판매 • 열에너지- 소화조 가온에너지 및 냉난방설비 • 특 징 : 에너지이용 효율극대화

16. 3. 처리기술 – 단계별 설명 부대 설비 고속 발효시설 • 기 능 : 처리공정중 발생한 고형물 및 슬러지를 발효처리 • 공 정 : 고액분리시설에서 분리된 고형물을 이용 퇴비생산 • 특 징 : 발효진행과정이 빠르고, 수분조절재의 사용량이 적음 악취 제거시설 • 기 능 : 처리공정내 발생하는 악취제거 • 사 양 : 고농도시- 열산화촉매,이온흡착방법 저농도시- 충분한 건물환기, 전해수 소취결합, 바이오필터

17. 3. 처리기술 – 단계별 설명 자동화 시설 (M. M. I) • 기 능 : 처리공정시설의 자동화운전 및 원격제어 • 목 적 : 안정적 공정운전 및 유지관리의 용이 • 사 양 : M.M.I, INTERNET, 레벨센서 및 계측기등의 신호로 프로그램구성 • 특 징 : 자동운전, 인터넷을 이용한 실시간원격제어 및 원격제어

18. 3. 처리기술 – 단계별 설명 전력공급시스템 열·병합발전시설 한국전력공사 발전전력량 A.T.S. 신·재생에너지사업 축 산 농가 폐수처리시설

19. 4. 기 대 효 과 • 혐기소화공정을 통한 오염원의 저감 • 고농도 축산분뇨를 이용한 유효에너지 • 발전폐열을 이용한 온수공급 • 전력생산 • 신재생에너지생산으로 CDM효과 기대 • 이산화탄소배출권 획득 • 외자유치 및 지역경제 활성화

20. 감사합니다!