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매립쓰레기의 혐기성 분해과정을 나타낸 반응식이 아래와 같을 때, 발생가… | [폐기물처리기사 필기] 21년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[폐기물처리기사 필기] 21년 1회차
매립쓰레기의 혐기성 분해과정을 나타낸 반응식이 아래와 같을 때, 발생가스 중 메탄함유율(발생량 부피%)을 구하는 식(㉢)으로 옳은 것은?

CaHbOcNd + ( ㉠ )H2O →
( ㉡ )CO2 + ( ㉢ )CH4 + ( ㉣ )NH3

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해설

매립폐기물의 혐기성 분해는 Buswell 식으로 나타낸다. 유기물 CaHbOcNd가 물과 반응해 이산화탄소·메탄·암모니아로 분해되며, 각 계수는 C·H·O·N 원소 균형을 맞춰 결정된다.

계수를 정리하면 물은 4ab2c+3d4\dfrac{4a-b-2c+3d}{4}, 이산화탄소는 4ab+2c+3d8\dfrac{4a-b+2c+3d}{8}, 메탄은 4a+b2c3d8\dfrac{4a+b-2c-3d}{8}, 암모니아는 dd 이다. 따라서 메탄 자리에 들어갈 계수는 (4a + b − 2c − 3d)/8 이다.

발생가스를 이산화탄소와 메탄만으로 보면 두 계수의 합이 4ab+2c+3d8+4a+b2c3d8=a\dfrac{4a-b+2c+3d}{8}+\dfrac{4a+b-2c-3d}{8}=a 로 정리되므로, 메탄함유율(부피%)은 4a+b2c3d8a×100\dfrac{4a+b-2c-3d}{8a}\times 100 이 된다. 수소(b)가 많고 산소(c)·질소(d)가 적은 폐기물일수록 메탄 함유율이 높아진다는 뜻이다.

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