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음식쓰레기 퇴비화시 bulking agent 의 적정 첨가량 결정메 관한 연구
신항식(Hang-Sik Shin),황응주(Eung-Ju Hwang),정연구(Yeon-Koo Jeong) 유기성자원학회 1994 유기물자원화 Vol.2 No.1
우리나라에서 발생되는 음식쓰레기는 퇴비화 처리시 높은 수분함량과 낮은 C/N비를 적정 수준으로 조절하기 위해 bulking agent를 첨가함이 필수적이며 그의 정확한 첨가량을 계산하는 것은 퇴비화에 소요되는비용을 결정하는데 중요한 요소로 작용하게 된다 (Hay et a1., 1988). 그러나 bulkíng agent의 첨가량을 계산하기 위한 기준지표 중의 하나인 C/N비의 경우 혼합되는 bulking agent 의 분해정도가 고려되지 않은 총 탄소와 질소의 비에 기준하여 적정 첨가비율이 정해지고 있기 때문에 실제 요구되는 탄소와 질소의 양을 초과 또는 미달하는 경우가 발생될 수 있으며, 이는 곧 bulking agent의 과다첨가 또는 반응속도 저하로 인한 처리비용의 상승과 직결될 수 있다. 본 연구에서는 음식쓰레기의 퇴비화를 위한 bulking agent의 정확한 첨가량을 정량적으로 제시하기 위하여 bulking agent의 첨가로 인한 반응향상 여부와 그 원인을 분석하여 이를 바탕으로 적정 첨가량 결정법을 제안하였다. 그 결과 실질적으로 분해가능한 탄소원을 포함하고 있는 쌀밥의 첨가는 C/N비가 낮은 음식쓰레기의 퇴비화반응을 향상시킬 수 있으나, 분해가 쉽지 않은 톱밥을 bulking agent로 첨가할 경우는 음식쓰레기에 탄소원을 제공함으로써 반응을 향상시킨다기 보다는 음식쓰레기의 통기성을 개선하여 줌으로써 활발한 퇴비화 반응을 유도한다는 사실을 확인할 수 있었다. 따라서, bulking agen t는 그 첨가량을 많이 할수록 퇴비화반응에 유리하며, 일반적인 적정 C/N 비값 이상의 첨가율에서도 반응 향상이 가능한 것으로 예상된다. 또한 bulking agent 첨가량의 증가로 인한 통기성의 향상효과는 해당 조건하에서의 적정 수분함량값 증가요소로 작용하는 것으로 나타나 이를 종합적으로 고려한 bulking agent첨가량 결정이 필요함을 알 수 있었 다. 이상과 같은 실험적 분석의 결과를 종합할 때, 음식쓰레기 100g당 78g 의 톱밥을 첨가하여 C/N비를 25수분함량을 56%로 각각 조절하는 것이 본 연구에서 다루어진 음식쓰레기의 활발한 퇴비화를 위해서는 적절하며, 이러한 첨가량의 계산법은 실제 퇴비화시설의 적정 운전을 위해서 적용함이 바람직한 것으로 판단되었다. Garbage composting was studied in a controlled batch reactor with the addition of cooked rice as a biodegradable carbon source to find the effect of C/N ratio control on composting. And composting of bulking agents such as sawdust and wheat straw were tested with the addition of ammonium sulfate as a nitrogen source. As expected, biodegradation of the garbage having low C/N ratio was improved to some extent when foreign carbon was added. But bulking agents used in this study exerted slightly biodegradable carbon potential, indicating that the estimation of the dose of additional carbon considering desirable C/N ratio was not reasonable when lignocellulosic bulking material was added to garbage. It was found that the optimum moisture content increased with sawdust addition meaning the C/N ratio increment. Considering the above results, it was suggested that 78g sawdust per lOOg garbage should be mixed to make C/N ratio to 25 and moisture content to 56% for effective composting of the garbage studied in this paper.
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음식쓰레기의 실험실 규모 퇴비화에서 셀룰로스 분해에 대한 퇴비 식종효과
신항식,정연구,황응주,Shin, Hang-Sik,Jeong, Yeon-Koo,Hwang, Eung-Ju 유기성자원학회 1998 유기물자원화 Vol.6 No.1
음식 쓰레기와 종이류의 혼합퇴비화에서 퇴비 식종 효과는 온도 변화, pH, 이산화탄소 발생량, 암모니아 발생 속도 등으로 판단하여 볼 때 유기성 질소를 비롯한 유기물의 분해를 퇴비화초기 단계에서는 촉진하는 것으로 나타났다. 하지만 이러한 퇴비식종이 최종적으로 유기물 분해율이나 질소 손실량에는 영향을 주지 않았다. 또한 퇴비를 식종함으로써 초기 고온 단계의 셀룰로스 분해가 촉진되었으며 건조 중량으로 25% 식종은 초기에 충분한 양의 셀룰로스 분해 미생물을 공급하는 것으로 나타났다. 아울러 퇴비 식종량이 증가함에 따라 초기 단계의 셀룰로스 분해 효소 활성도가 높았으며, 단시간에 최대값으로 증가하는 경향을 보였다. 그러나 최대 셀룰로스 분해효소의 활성도 유지기간이나 최대값은 대체로 비슷하였다. 또한 최종적인 셀룰로스 분해율도 비슷하여 퇴비 식종효과는 셀룰로스의 빠른 분해에 제한되며, 셀룰로스의 전반적인 분해도 향상에는 기여하지 못하는 것으로 판단된다. The effects of compost inoculation on the degradation of cellulosic fraction in composting of food waste and paper mixture were investigated by bench-scale composting. With the increase of seed inoculation, the time to reach the peaks of temperature, $CO_2$ evolution rate, and ammonia evolution rate was reduced, indicating that seed compost had beneficial effects on the enhanced degradation of organic materials at the early stage of composting. However, the final conversion of organic matters and the loss of ammonia were not affected by the amount of seed compost inoculated. The increasing of seed inoculum also resulted in the higher level of cellulase activity at initial stages and rapid rise to the maximums, suggesting that initial supply of sufficient cellulolytic microorganisms might facilitate the evolution of cellulase activity. The cellulose was degraded substantially during the increasing phase of cellulase activity, while they showed similar values at the end of 20 days composting. As a result, the seed inoculation seemed to be effective to the enhanced evolution of cellulase activity and cellulose degradation at initial stage of composting. But it did not contribute to increase the final degradation of cellulose after the entire composting reaction of 20 days.
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