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음식폐기물로부터 바이오가스 생산성 향상을 위한 Attrition Ball Pretreatment 적용 연구
구양모(YangMo Gu),이진형(JinHyung Lee),상병인(ByungIn Sang) 한국신재생에너지학회 2021 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.7
본 연구에서는 혐기성 소화 공정에서 음식폐기물을 원료로 하여 메탄가스 생산을 향상시키기 위한 Attrition ball mill 전처리의 영향을 평가하였다. 음식폐기물에 대한 밀링 전처리 시간, 속도에 따른 음식폐기물 입자크기, SCOD(Soluble Chemical Oxygen Demand), 바이오가스, 미생물 군집의 영향을 분석하여 최종적인 메탄가스 생산성 향상 영향을 연구하였다. 밀링 속도와 시간을 증가시킴과 동시에 입자의 균일도가 향상되었고 SCOD가 증가하는 경향을 보였다. 밀링 속도, 300 rpm 조건에서 SCOD가 전처리 전 시료에 비해서 17%로 향상되는 것을 확인하였다. 볼밀 전처리 후 혐기성 소화 과정에서 acetate를 전구체로 하여 메탄을 생성하는 acetolactic methanogens이 48~49%로 우점화 된 것을 확인하였다. 특히, 수소를 전구체로 하여 메탄을 생성하는 hydrogenotrophic methanogens가 전처리 후 약 1.6배 증가하는 것을 확인하여 볼밀 전처리가 바이오가스 생산에 유리한 미생물 군집을 형성하는데 영향을 미치는 것을 확인하였다. 실제 볼밀 전처리 후의 음식폐기물을 원료로 사용했을 때 20% 이상 바이오가스 증대의 효과를 확인하였다. Attrition ball mill 장치는 대용량 처리가 가능하기 때문에 음식폐기물의 혐기소화 공정에 적용하여서 바이오가스 생산성을 향상시키는데 활용이 가능할 것이며 이를 통해, 기존 혐기성 소화의 낮은 가스 생산량의 문제점을 해결할 수 있는 가능성을 확인하였다.