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미생물전기화학적 혐기성소화조에서 벌크와 전극에서의 메탄발생량 정량분석
박준규 ( Jun-gyu Park ),사위기 ( Wei-qi Shi ),전항배 ( Hang-bae Jun ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2019 한국폐기물자원순환학회 심포지움 Vol.2019 No.1
본 연구에서는 BAD반응조에서 음식물류폐기물로부터 메탄발생량을 분석하고, BEAD 반응조에서 bulk sludge와 bio-film이 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다. 그 결과, BEAD 반응조에서 벌크 슬러지, 바이오 필름 및 전극의 전기화학적 반응의 메탄 생성에 대한 기여도는 각각 70.2, 29.8 및 0%였으며, 주요 메탄 생성반응은 bulk sludge내의 H2-dependent methylotrophic과 hydrogenotrophic methanogens에 의해 일어났으며 Hydrogenotrophic methanogenesis는 주요 메탄생성 반응으로써 bio-electrode에 부착 된 biofilm에서의 반응이다. 생물막의 메탄 생산량(29.8%)을 정량적으로 분석한 결과, H2 및 전기 화학적 메탄 생성을 통한 bioelectrochemical 메탄 생산의 기여도는 각각 8.2%와 0.5%로 나타났다. 흥미로운 점은 biocilm에서 생물학적 메탄생성이 biofilm 전체메탄생성 중 가장 큰 기여를 했다는 것이다(21.1%). 또한 bulk suldge는 biofilm보다 메탄 생성에 더 많은 기여를 하였다, 그러나 전극상의 volatile solid 단위 질량 당 메탄 생산량은 벌크 슬러지의 메탄 생산량보다 약 1.6 배 더 높았으며, biofilm이 없는 전극에서 전압을 걸어주었을 때 메탄은 생성되지 않았다. 따라서, biofilm의 형성과 유지는 BEAD 반응기에서 메탄 생산을 향상시키기 위해 필수적이라고 판단된다. 사사: 이 논문은 2019년도 폐자원 에너지화 특성화대학원 사업의 지원을 받아 수행된 기초연구 사업임.
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