DC 워터 블룸: 바이오 솔리드 토지 적용 성공 사례

미국 최초로 캠비의 열 가수분해 공정(THP) 기술을 적용한 고급 혐기성 소화를 도입한 유틸리티입니다, DC Water 는 훌륭한 바이오고형물 제품을 보유하고 있다는 것을 알고 있었습니다.

그 후 이 유틸리티는 미국 수도와 기타 주요 도시에서 바이오고형물에 대한 대중의 인식을 바꾸는 장기적인 풀뿌리 캠페인을 시작했습니다. 오늘날 블루 플레인스 시설에서 생산되는 A등급 바이오고형물은 블룸 브랜드로 판매되어 회사의 성장 사업으로 자리 잡았습니다. 블룸의 성공에서 배울 수 있는 점은 무엇이며, 블룸은 어떤 전략을 통해 바이오고형물 제품을 다양한 응용 분야에서 매력적으로 만들었을까요?

열 가수분해를 통한 클래스 A 바이오 고형물로의 전환

2000년 이전에는 DC Water의 블루 플레인스 폐수 처리장은 혐기성 소화를 통해 B등급 바이오고형물을 생산했습니다. 세기가 바뀌면서 이 유틸리티는 새로운 바이오고형물 전략을 연구하기 시작했고, 이는 부분적으로는 서비스 기반이 증가하고 곧 폐쇄될 노후화된 소화조로 인해 촉발되었습니다. 혐기성 소화 및 탈수 옵션에 대한 철저한 연구가 진행되는 동안 이 공장은 고고형물 원심분리기를 사용하여 슬러지를 탈수한 후 석회 안정화 작업을 진행했습니다. 이렇게 만들어진 클래스 B 바이오고형물은 농경지 및 임야, 광산 개간지에서 재배되는 목재 및 펄프 숲, 간척 프로젝트에 사용하도록 제공되었습니다.

이 기간 동안 이 공장은 바이오고형물의 악취와 최종 배출구에 관한 문제에 직면했습니다. 워싱턴 DC에는 매립할 수 있는 공간이 제한되어 있었기 때문에 인근 관할 구역인 버지니아와 메릴랜드에 있는 농장으로 운반해야 했습니다. 석회화 물질의 운송으로 인해 연간 약 1,900만 달러 의 비용이 발생했으며, 이는 공장 운영 비용의 약 21%에 해당합니다. 따라서 바이오 고형물의 악취 수준과 새로운 슬러지 전략의 비용은 블루 플레인즈가 새로운 슬러지 기술을 선택하는 데 중요한 요소였습니다.

DC Water의 블루 플레인스 시설의 THP 시스템

DC Water는 2008년에 고급 소화, 특히 중성 혐기성 소화(MAD)를 이용한 캄비의 열 가수분해 공정(THP)이 적은 양으로도 악취가 적고 고품질의 바이오고형물 케이크를 얻을 수 있다는 점에서 슬러지 처리를 위한 최상의 시나리오를 제공한다는 결론을 내렸습니다. 이를 통해 이 유틸리티는 처리 옵션을 다양화하는 동시에 혐기성 소화조에 대한 초기 자본 지출과 슬러지에 대한 월별 운영 비용을 크게 절감할 수 있었습니다.

커뮤니티를 위한 바이오솔리드 토지 신청하기

몇 년에 걸친 대대적인 공장 업그레이드 과정에서 DC Water는 공원, 정원, 주거 지역과 같은 공공 접촉 장소를 포함하여 고품질 바이오고형물 케이크의 판매처를 다양하게 늘리기 위한 홍보 캠페인을 시작했습니다.

이 공장은 고급 소화 업그레이드에서 예상되는 고품질 제품과 유사하게 바이오 고형물을 외부에서 퇴비화했습니다. 이렇게 퇴비화된 바이오 솔리드는 다음과 같은 용도로 사용되었습니다(모든 이미지는 DC Water and Bloom에서 제공):

바이오 솔리드의 해악에서 이점으로: DC 워터 블룸의 부상

새로운 첨단 혐기성 소화 시스템은 2015년에 가동을 시작했습니다. 1년 후, DC Water는 자회사인 Blue Drop을 통해 이 시스템의 결과물인 A등급(탁월한 품질) 바이오고형물 제품을 '블룸'이라는 상표명으로 상업적으로 출시했습니다. 2016년부터 다양한 블렌딩을 통해 제품 포트폴리오를 확장해 왔으며, 10년에 걸쳐 제품군을 개발할 계획입니다. 블룸 제품은 현재 바이오고형물 처리 비용을 크게 절감하고 DC Water의 추가 수익원을 창출하고 있습니다.

블룸에는 현재 네 가지 품종이 있습니다(아래 사진 참조). 프레시 블룸(왼쪽 위)은 100% 블루 플레인스의 탈수 바이오 고형물로 구성되어 있으며, 주로 농지, 습지 및 공공 작업용으로 구매합니다. 큐어드 블룸(오른쪽 위)은 동일한 바이오고형물 제품이지만 공기 건조를 통해 60% 건조 고형물로 만든 후 판매됩니다. 이 제품은 소매점에서 50파운드 봉지로 판매되지만 공장에서 대량으로 구입할 수도 있습니다. 마지막으로 블룸 블렌드는 모래 톱밥 블렌드와 목재 블렌드(아래 왼쪽과 오른쪽)로, 일반적으로 공공 접촉 현장이나 조경용으로 대량 판매됩니다.

블룸 제품. 왼쪽 위부터 시계 방향: 프레시 블룸, 큐어드 블룸, 블룸 우드 블렌드, 블룸 샌드 톱밥 블렌드. 출처: DC Water

Bloom 브랜드가 처음 몇 년 동안 성공을 거둘 수 있었던 것은 주요 공무원에게 브랜드를 소개하고, 일부 제품을 소매점에 출시하고, 웹사이트를 개설하고, 제품의 용도에 대한 지속적인 연구를 포함한 광범위한 캠페인이 있었기에 가능했습니다. DC Water는 학교와 커뮤니티 가든에 이 자료에 대한 피드백을 요청했습니다.

놀라운 토양 제품을 생산할 수 있게 된 것 외에도, THP를 사용한 고급 혐기성 소화로의 전환과 다른 기술에 대한 투자는 공장이 뛰어난 성과를 달성하는 데 도움이 되었습니다:

• 현장 수요의 3분의 1을 충당하는 재생 에너지 증가
• 전체 탄소 발자국 40% 감소
• 바이오 고형물의 양을 원래 생산량의 거의 30%로 줄였습니다.

새로운 기술을 통해 궁극적으로 Blue Plains는 연간 14 백만 달러를 절약할 수 있습니다.

블룸 바이오솔리드 연구: 효과적이고 지속 가능한 토양 제품에 대한 증거

다양한 연구를 통해 블룸은 여러 생태계에서 식물 성장과 토양 건강에 놀라운 효과를 보여주었습니다. 이러한 연구 중 몇 가지를 아래에 요약해 보았습니다:

1. 블룸 바이오솔리드는 도로변과 같은 토양을 개선하여 잔디의 성장을 지원합니다.

도로변 토양은 일반적으로 다짐, 침식, 식생 불량으로 어려움을 겪는데, 잔디는 이를 회복하는 데 흔히 사용되는 식물입니다. 메릴랜드 대학교(2016~2018년)의 연구에서는 블룸 제품의 효과와 잔디 및 양토 토양에 대한 대안을 알아보기 위해 시작되었습니다.

메릴랜드 대학교에서 실시한 연구에서 바이오 고형물 및 비료 제품을 적용하는 동안(왼쪽)과 성장기 이후(오른쪽)의 도로변 토양을 시뮬레이션한 도표입니다. 출처: Bloom

이 연구에 따르면 블룸 제품은 두 번의 생육 시즌 후에 토양 투과성과 다짐을 증가시켜 뿌리 성장, 수분 및 용질 이동, 토양 통기성을 개선하는 데 기여했습니다. 따라서 잔디의 성장을 촉진하는 데 적합합니다.

2. 블룸 바이오 솔리드는 단시간에 많은 양의 탄소를 저장하고 황폐화된 도시 토양을 복원하는 데 유용합니다.

버지니아 폴리테크닉 연구소와 주립대학교에서 수행된 연구는BLOOM 바이오고형물 및 기타 처리가 도시 토양과 채소 수확량에 미치는 효과를 확인하는 것을 목표로 했습니다. 연구 결과, 바이오고형물은 토양 화학을 개선하고 연구 기간 2년 동안 다량의 토양 탄소를 격리할 수 있는 능력을 보여주었습니다.

이 연구의 열악한 토양 조건에도 불구하고 테스트된 바이오고체 처리는 무기질 비료와 비슷한 채소 수확량을 기록했으며, 매립 속도(농경지의 5배)로 적용했을 때 더 나은 수확량을 기록했습니다.

3. 블룸 바이오 솔리드는 습지 복원에서 다른 유기 개량제보다 우수한 성능을 발휘합니다.

메릴랜드 대학교의 Brian Scott이 습지 복원을 위한다양한 유기질 개량제( )의 메탄배출량을 비교한 연구에 따르면 블룸은 개량제를 사용하지 않은 자연 토양과 비슷한 비율로 가장 적은 양의 메탄을 배출하는 것으로 나타났습니다. 또한 블룸은 잡초의 성장을 촉진하지 않고 습지의 식물 성장을 촉진했습니다.

따라서 거름, 건초 또는 나무 조각과 같은 다른 퇴비보다 습지 복원을 위한 더 나은 퇴비로 경화 꽃이 권장되었습니다.

DC Water는 고급 혐기성 소화를 위한 열 가수분해와 이에 수반되는 홍보 및 연구 전략으로 바이오고형물에 대한 대중의 신뢰를 쌓았습니다. 그 결과, 이 유틸리티는 이제 Bloom 브랜드 라이선스에도 개방적입니다.

블룸은 열 가수분해가 장기적으로 폐수 고형물 관리를 위한 비용 효율적인 옵션일 뿐만 아니라 지역사회의 사고방식 변화에도 도움이 될 수 있음을 입증했습니다. 올바른 전략을 통해 유틸리티는 일상 생활에서 비료 또는 토양 제품으로서 바이오 고형물의 안전성과 효능을 알릴 수 있습니다.

열 가수분해를 통해 바이오고형물은 다음과 같은 다양한 배출처에 적합하지만 소각, 슬러지 건조및 기타 열 공정에 적합하지만, 여전히 가수분해 슬러지의 가장 일반적인 최종 사용처는 토지 활용입니다. 토양 개량제나 바이오 고형 비료를 만드는 데 이 슬러지를 사용하는 다른 공장이 있는지 알고 싶으신가요? 참조 페이지를 확인하세요.