연속 혐기성 소화와 ATA test를 이용한 돈분 처리 및 암모니아 적응성 평가 = Swine manure treatment and ammonia acclimation evaluation using continuous anaerobic digestion and ATA test

국문 초록 (Abstract)

정부의 ‘2050 탄소중립 시나리오’에 맞춰 농림축산 식품부는 2050년 농축산분야 온실가스 배출량을 2018년보다 824만 3000톤 감축하겠다는 목표를 제시하였다. 이에 가축분뇨 바이오에너지화 처리가 각광받고 있다. 하지만 가축분뇨 중 돈분은 풍부한 영양염류(N,P)의 함량으로 혐기성 소화 시암모니아 저해를 받을 수 있다는 문제점이 있다. 본 연구에서는 돈분의 효과적인 혐기성 처리를 위해Lab-scale의 연속 혐기성 소화와 ATA(Anaerobic Toxicity Assay) test를 이용해 돈분의 암모니아 독성에대한 가스발생량 및 적응성을 평가하였다. 돈분은 0.5-1.5 g COD/L/d의 유기 부하율(OLR)로 230일동안 실험실 규모의 혐기성 동적막 생물반응기(AnDMBR)에 공급되었다. 총 암모니아 질소농도(TAN) 가 2.5 g N/L가 되었을 때 메탄수율은 254.1±9.6 mL/g COD에서 154.6±9.9 mL/g COD로 감소하였다.
70일간의 추가적인 운전 후에 메탄수율은 최종적으로 269.6±3.6 mL/g COD로 회복되었다. 6개의 TAN 농도(0.14, 1.14, 2.14, 3.14, 4.14, 5.14 g N/L)에서 실시한 ATA test 에서는 연속반응조의 회복단계혼합액에서는 암모니아에 대한 내성이 향상되었음과 5.14 g N/L의 부하까지 견딜 수 있음을 확인할수 있었다. 추가적으로 수행한 미생물 분석 결과, 암모니아 독성 하에서의 연속 혐기성 소화조의 운전은 세균(Bacteria)과 고세균(Archaea)의 변화를 초래하여 영향을 미치는 것으로 관찰되었다. 미생물군집 중 Clostridia는 모든 샘플에서 가장 우세한 박테리아로 구분되었다.