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문제 정의
- 따라서, 본 연구의 목표는 음식물쓰레기에 대한 호기성 퇴비화 처리에 있어서, 효율적이고 경제적인 처리를 달성하고자 농촌지역에서 대량으로 발생하고, 구하기 쉬운 왕겨를 사용하여 효괴-적인 퇴비화 방안을 강구하는데 있으며, 구체적으로는 음식물쓰레기에 욍겨를 부피비를 달리하여 혼합, 투입한 후, 호기성 퇴비화를 진행시키면서, 그 처리효율 및 숙성도를 알아보기 위하여 온도, pH. 무게와 부피감소율, 염분도 등을 측정, 분석, 비교하였다.
제안 방법
- 이어서 pH와 전도도를 측정하였다. 수분함량 및 고형 卄 함량은 폐기물공정시험방법에 따라 105。(2에서 4 시간 건조하여 측정하였고, 회분함량은 60CTC에서 30분간 강열한 후 측정하였다. NaCl함량은 Mohr 법에 따라 시료에 지시약으로서 7.
- 본 실험에 사용된 퇴비화 장치는 Fig. 1과 같으며, 내부치수는 W500XH600X D350 mmS, 유효용적 40/ 크기의 스테인레스 재질의 반응기로서, 바닥 부분은 교반 시에 사각공간을 없애기 위해 교반날개의 회전반경에 맞추어 원형으로 제작하였고, 부가장치로 송풍기, 온도조절징치, 교반기, 투입구 및 배출구와 이를 제어하기 위한 제어함이 부착되어 있다.
- 본 실험에서 사용된 음식물쓰레기는 각각 1회 300명과 200명 이상의 급식능력을 갖춘 2개의 집단급식소로부터 3회에 걸쳐 시료를 채취하여, 이물질 제거, 혼합, 절단, 균질화, 건조시켰다. 그리고 실험에 사용된 음식물쓰레기와 왕겨의 물리화학적 특성은 Table 1과 같다.
- 본 실험에서 실내온도와 시료의 온도를 측정하였고, 이미 무게와 부피를 알고 있는 용기에 시료를 욺긴 후, 내용물의 무게와 부피를 측정하였고, 이 중 일부 시료를 200 ml 비이커에 채우고 10여회 다진 후 증류수를 첨가하여 그 첨가량으로 개략적인 공극률을 측정하였고. 이어서 pH와 전도도를 측정하였다.
- 음식물쓰레기에 대한 호기성 퇴비화 처리에 있어서, 효율적이고 경제적인 처리를 위하여 농촌지역에서 대량으로 발생하고, 구하기 쉬운 왕겨를 팽화재로 사용하여 음식물쓰레기 5.00/(4.00 kg)에 대하여 왕겨를 각각 4:0(Control), 4:1(1.25 /, Ch-1), 4:2(2.501, Ch-2), 4:3(3.75 /, Ch-3) 및 4:4(5.00 /, Ch-4)의 부피비로 혼합하여 반응조에 투입한 후, 하루 1 rpm의 속도로 1시간교반, 2시간 송풍으로, 24일 동안 운전하면서 온도, pH 등의 항목들의 경시적 변화를 측정, 고찰한 결과는 다음과 같다.
- 이어서 pH와 전도도를 측정하였다. 수분함량 및 고형 卄 함량은 폐기물공정시험방법에 따라 105。(2에서 4 시간 건조하여 측정하였고, 회분함량은 60CTC에서 30분간 강열한 후 측정하였다.
- 그리고 실험에 사용된 음식물쓰레기와 왕겨의 물리화학적 특성은 Table 1과 같다. 퇴비화하기 위해서 음식물쓰레기 5.00/(4.00 kg)에 대하여 왕겨를 긱-각 4:0(Control), 4:1(1.25 /, Ch-I), 4:2 (2.50 /, Ch-2), 4:3(3.75 /, Ch-3) 및 4:4(5.001, Ch-4)의 부피비로 혼합하여 반응조에 투입한 후, 하루 1rpm의 속도로 1시간 교반, 2시간 송풍으로, 24일 동안 운전하면서 온도, pH 등의 항목들의 경시적 변화를 측정, 비교, 분석, 고찰하였다.
이론/모형
- 수분함량 및 고형 卄 함량은 폐기물공정시험방법에 따라 105。(2에서 4 시간 건조하여 측정하였고, 회분함량은 60CTC에서 30분간 강열한 후 측정하였다. NaCl함량은 Mohr 법에 따라 시료에 지시약으로서 7.5% KCrO, 를 넣은 다음 0.02 N AgNQ, 용액으로 적정하여 측정 하였고, TKN(Total Kjeldahl Nitrogen)은 H^SQ와 HKb를 사용하여 전처리한 시료를 Semi-micro-Kjeldahl Method에 따라 즉정하였고, 04 TOC(Total Organic Carbon, %) 함량은 TOC = (100-%Ash)/l.&로부터 구하였다'5>.
성능/효과
- 대조군의 경우 반응일수 5일 후 34.0"C를 보이다가 12일 후 34.5P의 최고온도를 보여서, 매우 느린 분해속도를 나타내었다. 이는 팽화재 및 수분조절재로서의 왕겨가 투입되지 않은 음식물쓰레기만의 퇴비화에 있어서 미생물의 활성이 매우 미약함을 나타내주고 있다.
- 1. 왕겨의 첨가량이 많을수록, 더욱 짧은 시간 내에 더욱 높은 최고온도에 도달하며, 고온의 지속기간이 길어지는 것으로 나타났다.
- 2. 왕겨의 첨가량이 많을수록, 최초 pH 도약시점이 빨랐으며, 최고온도 도달시점과 최초 pH 도약시점의 간격이 줄어漏을 확인할 수 있었다. '
- 3. 왕겨의 첨가량이 많을수록, 무게감소율 및 부피감소율의 일정성을 더욱 빨리 나타나, 호기성 퇴비화가 빨리 진전되는 것으로 나타났다.
- 4. 반응일수가 경과함에 따라 염분도가 농축되는 경향을 나타내었으며, 대조군의 경우 최종 염분도가 2.79%, 왕겨를 혼합한 경우 최종 염분도가 2.18-2.37%를 나타내었다.
- 6일 후 47.ITC이고 40°C 이싱-의 온도를 나타낸 반응일수가 7일이었으며, 부피비가 각각 4:3과 4:4인 시료 Ch-3과 Ch-4의 경우 최고온도가 5일 후 54OC와 53.5°C로 매우 높게 나타났으며, 50.0°C 이상의 온도를 나타낸 반응일수가 각각 3, 4일이었다. 한편, 반응일수 16일 이후에는 왕겨가 첨가된 시료 모두가 30.
- 그 이유는 Ch-I, Ch-2 및 Ch-3의 경우, 공극률과 겉보기 밀도에서 큰 차이를 보이고 있는 음식물쓰레기와 왕겨를 실제로 혼합했을 때, 공극률이 크고 겉보기밀도가 작은 왕겨 사이로 음식물쓰레기 입자가 분산, 삽입되어 부피가 작게 측정되었으며, Ch-4의 경우에는 왕겨의 투입량이 가장 컸고, 그 왕겨가 수분을 빨아들이면서 팽창하는 부피가, 음식물쓰레기 입자가 왕겨 사이로 분산, 삽입되어 감소되는 부피보다 더 크기 때문어}, 결과적으로 더 크게 측정된 것으로 판단된다.
- 대조군의 경우 반응기간 내내 지속적으로 그리고 완만하게 부피감소율이 증가하고 있음을 나타내어 더딘 퇴비화 속도를 보여주었다.
- 대조군의 경우 앞에서의 각종 지표와 마찬가지로 반응 기간 내내 지속적으로 염분도가 농축되고 있음을 확인하였고, 최종 염분도가 2.79%로 매우 높게 나타났으며, 왕겨를 혼합하여 퇴비화를 진행시킨 경우에는 최종염분도가 2.18~2.37%로 약간 낮은 것으로 나타났으나, 이들의 퇴비로서의 재활용에는 다른 물질 등의 혼합등, 또 다른 후처리 공정이 필요한 것으로 판단된다.
- 먼저 본 실험에서 음식물쓰레기와 왕겨의 혼합비를 부피기준으로 하여, 이론적으로는 Ch-1, Ch-2, Ch-3 그리고 Ch-4의 최초부피가 각각 6.25 I, 7.50 I, 8.75 / 그리고 10.00/이어야 하나, 실제로는 각각 5.51, 6.61, 8.5 / 그리고 11.0/로 나타났다.
- 왕겨를 첨가한 시료의 경우, 첨가비가 4:1로 낮은 Ch-1 의 경우는 대조군과 마찬가지로 느리고도 지속적인 부피감소율을 나타내었고, 각각 첨가비가 4:2, 4:3, 4:4인 Ch-2, Ch-3, Ch-4의 경우는, 반응일수가 각각 20일, 12일, 8일 부터는 부피감소율이 거의 일정함을 보여주어, 첨가비가 클수록 퇴비화 반응이 일찍 종료됨을 알 수 있었다.
- 음식물쓰레기와 왕겨의 C/N비는 각각 23.3과 25.2를 나타내었으며, 염분도와 전도도에 있어서는 음식물쓰레기가 왕겨에 비해 매우 높은 것으로 나타났는데, 이는 세계보건기구(WHO)의 소금에 대한 섭취 권장량 6g/인 . 일 보다 훨씬 많은 우리나라의 소금 섭취량 20 g/인 .
- 이로써 왕겨에 대한 부피비가 증가할수록, 최초 pH 도약시점이 빨라짐을 알 수 있었고, 최고온도 도달시점과 최초 pH 도약시점의 간격이 줄어듬을 확인할 수 있었다.
- 이로써 왕겨의 첨가량이 많을수록 더욱 짧은 시간 내에 더욱 높은 최고온도에 도달하며, 고온의 지속기간이 길은 것으로 나타났다. 따라서, 음식물쓰레기의 왕겨에 대한 부피비는 4:3-4:4로 유지하는 것이 효과적인 것으로 판단된다.
후속연구
- 방안을 마련할 필요가 있다. 이러한 음식물쓰레기를 효율적이고 체계적으로 자원화시키기 위해서는 주발생원인 도시와 농가부산물의 발생지인 농촌의 유기적인 연계가 필요하다 할 수 있으며, 그렇게 되어야만 최종생성물로서의 퇴비의 수요와 공급이 지속적이고도 원활하게 유지될 수 있을 것이다.
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