새로운 전기화학적 암모니아 배출(EAS) 기술이 플록변성과 통합되어 돼지 배설물 바이오가스 슬러리(SMBS)에서 알칼리 추가나 가열 없이 암모니아 질소를 효과적으로 제거하고 회수할 수 있도록 개발되었습니다. 최적의 운영 조건은 부유 고형물(SS) 제거율, 암모니아 질소 제거율(ANRR), 회수 내용을 바탕으로 설정되었습니다. 최대 SS 제거율(66%)은 pH 7에서 4 g/L의 양이온 폴리아크릴아마이드와 함께 1000 rpm으로 20분간 교반하여 달성되었습니다. 음극의 SMBS pH는 12를 초과할 수 있어 암모니아 질소의 제거 및 (NH4)2SO4로의 회수가 용이해졌습니다. 음극 공급 모드가 양극 공급 모드보다 더 나은 성과를 보였으며, ANRR을 57%에서 86%로 증가시키고 회수 내용을 172에서 414 mg/kg로 향상시켰습니다. 정확히, 35 mA/cm2의 적용 전류 밀도, 0.9 L/min의 통기율, 40%의 흡수 황산 농도 하에서 ANRR은 91%에 도달했으며 회수 내용은 1151 mg/kg였습니다. 전해질이 필요 없는 구성은 경쟁 양이온의 간섭을 피하면서 NH4+ 전송을 향상시키고 ANRR을 90% 이상(회수 내용 1784 mg/kg로) 개선하여 25 mA/cm2의 적용 전류 밀도를 통해 가능하게 했습니다. 경제적 평가 결과, 전해질이 필요 없는 EAS 시스템은 에너지 소모가 0.5 kWh/kg N으로 가장 낮고 비용이 $0.06/kg N으로, 전통적인 암모니아 배출에 비해 비용이 16.5%에 불과함을 보여주었습니다. 이러한 결과들은 EAS가 지속 가능하고 친환경적인 암모니아 질소 회수 기술로서의 잠재력을 확인시켜 줍니다.
Key Points
- 전해질이 필요 없는 EAS 기술은 돼지 배설물 바이오가스 슬러리에서 암모니아 질소를 효과적으로 제거하고 회수할 수 있습니다.
- 최적의 조건 하에서 최대 91% 암모니아 질소 제거율을 달성하고, 전해질이 없는 시스템은 1784 mg/kg까지 회수가 가능합니다.
- 경제적 평가에서는 전통적인 방법에 비해 83.5% 적은 비용이 소요되어, EAS 기술이 지속 가능하고 경제적으로 효과적임을 확인합니다.