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문제 정의
- 이와 같은 문제를 해결하기 위해 biofilter의 개념이 도입되고는 있지만 확실한 효과를 보이는 연구 결과들은 거의 보고되고 있지 않는 실정이다. 본 연구에서는 음식물 쓰레기의 효과적인 처리를 위하여 섬유소, 전분 및 단백질 분해능이 우수한 균주들을 혼합 적용하고 최적의 처리조건을 확립하여 음식물 쓰레기 처리효율을 극대화하는 한편, 악취를 제거하고(15) 유해물질을 제거하는 등 환경개선에 다양한 역할을 한다고 알려져 있는 홍색비유황세균(12)을 함유한 biofilter를 장착하여 효과적으로 악취를 제거할 수 있는 방안을 모색하고자 하였다.
- 본 연구에서는 음식물 쓰레기의 효과적인 처리에 적합한 교반' 기를 제작하였고(부피; 8.61, 직경; 21 cm, 길이; 15 cm)(Fig. 1), 교반기의 공기의 주입과 pH, 그리고 온도에 따른 음식물 쓰레기 처리 정도를 분석하기 위하여 15일간 1일 1회 공기공급 및 지속적 통기 조건에서의 처리 결과를 조사하였다. 1일 1회 공기공급은 30분간 유입, 유출구를 열어 자연적으로 통기시켰으며, 지속적 통기 조건은 2L/min으로 공기를 공급하였다.
제안 방법
- 1), 교반기의 공기의 주입과 pH, 그리고 온도에 따른 음식물 쓰레기 처리 정도를 분석하기 위하여 15일간 1일 1회 공기공급 및 지속적 통기 조건에서의 처리 결과를 조사하였다. 1일 1회 공기공급은 30분간 유입, 유출구를 열어 자연적으로 통기시켰으며, 지속적 통기 조건은 2L/min으로 공기를 공급하였다. 실험에 사용한 음식물 쓰레기는 실험의 정확도를 높이기 위해 밥(30%), 야채 (40%), 고기(15%), 김치 (10%), 기타 (5%)로 구성하여 매 실험 시 균일하게 첨가하였다.
- 복합 악취를 측정, 비교분석하였다. Biofilter의 길이에 따른 악취 감소율을 분석하기 위해 각각 4X20 cm, 4X40 cm, 4x 60 cm 크기의 biofilter# 사용하였고, 교반기에서 악취의 측정은 직접 나오는 공기와 대조구 biofilter, 그리고 홍색 비 유황 세균을 넣은 biofilter를 통과하는 공기를 측정하여, 각각의 상대적인 복합 악취 정도를 비교, 분석하였다. 복합악취에 대한 정량적 접근을 위해 황화수소를 대상으로 검량선을 작성하였고 100 unit은 0.
- Cellulase 생산 균주는 토양 1 g을 증류수 100 ml에 넣고 160 rpm에서 30분간 교반한 뒤 희석하여 CMC medium [carboxy- methyl cellulose (CMC) 5 g, peptone 5 g, KH2PO4 5 g, yeast extract 0.5 g, MgSO4 . 7H20 0.5 g, agar 15 g, pH 7.0 per 1.0 Hter D.W.]에 도말한 뒤 3(FC에서 이틀간 배양하여 나타난 집락을 대상으로 0.5% Congo red 시약을 1 ml 처리하여 가장 큰 황색 환이 나타난 균주를 선별하였다(22). 황색환이 큰 균주를 nutrient brcrth medium (Difco Lab.
- gas chromatography로 분석하였다. GS-Q (30 mX0.53 mm I.D.X2.65 gm film) 컬럼과, 황 화합물에 선택적 감응이 뛰어난 FPD (flame photometric detector)를 사용하였으며, canier gas는 helium 10 ml/min, injection temperature 250℃, concen tration temperature -197℃, desorption temperature 145℃, oven temperature 50℃ (4 min) -20℃/min -210℃ (8 min)의 분석조건으로 분석하였고, 표준가스의 분석을 통해 얻은 검량 선으로부터 농도를 계산하였다.
- 공기배출구와 biofilterS 통해 나오는 복합 악취는 Handheld Odor Meter (Shinyei, Japan)를 이용하여 각각의 조건에 따른 상대적인 복합 악취를 측정, 비교분석하였다. Biofilter의 길이에 따른 악취 감소율을 분석하기 위해 각각 4X20 cm, 4X40 cm, 4x 60 cm 크기의 biofilter# 사용하였고, 교반기에서 악취의 측정은 직접 나오는 공기와 대조구 biofilter, 그리고 홍색 비 유황 세균을 넣은 biofilter를 통과하는 공기를 측정하여, 각각의 상대적인 복합 악취 정도를 비교, 분석하였다.
- 공기배출구와 biofilter를 통해 나오는 복합악취는 Handheld Odor Meter (Shinyei, Japan)를 이용하여 각각의 조건에 따라 상대적 정도를 측정, 비교분석하였다. 먼저 시간에 따른 복합 악취를 분석한 결과 biofilterS 거치지 않고 배출되는 기체의 악취가 biofilterf- 거친 가스에 비해 5~6배 높게 유지되는 결과를 나타냈다(Fig.
- 교반기 내의 황 화합물의 분석은 시료채취 주머니(5L aluminum polyester bag)에 배출 가스를 포집한 후 실험실로 이동하여 gas chromatography로 분석하였다. GS-Q (30 mX0.
- 1 liter)에 도말한 다음 3UC에서 이틀간 배양 후 나타난 집락을 분리하여 얻었다. 균주의 집락에 Gram's iodine solution (iodine 1 g, iodine phosphate 2 g, D.W. 300 ml)을 1 ml 처리하여 투명환이 가장 큰 균주를 대상으로 cellulase와 같은 방법으로 amylase 활성을 측정하였다(3, 20).
- 등에 많은 연구가 이루어지고 있다(6, 11, 15). 그러나 보다 효과적인 음식물 쓰레기의 처리를 위해 음식물 쓰레기의 주요구성물 질의 분해효소를 분비하는 3종의 미생물을 추가로 혼합하여 그 분해효율을 평가하였다.
- 매우 중요하게 인식되고 있다. 그러나 음식물 쓰레기의 퇴비화 장치를 이용한 연구(10)에서는 수분을 추가적으로 공급하지 않았지만, 본 연구에서는 호기성 분해를 위한 공기공급을 실시하기 때문에 수분의 증발이 많아 시간이 지남에 따라 음식물 쓰레기가 분해되기에 적합하지 않은 수준으로 저하될 될 수 있으므로(8) 적정 수분을 유지시켜 주었으며, 접종 균주의 생장과 효소의 활성에 큰 영향을 미치는 온도에 따른 음식물 쓰레기의 감량율을 비교하기 위해서 pH를 7로 유지시키는 조건에서 온도별로 소멸 화 실험을 진행하였다. 그 결과 30℃에서 가장 높은 감량율을 나타냈다.
- 한다고 알려져 있다. 따라서 biofilter의 장착을 통해 특정황 화합물의 제거가 가능한지 gas chromatography를 이용하여 분석하였다. Biofilter를 장착한 후 배출가스에 포함되어있는 황화합물 중 대표적인 methylmercaptar과 hydrogen sulfide의 농도를 확인한 결과 methylmercaptan은 biofilter를 장착함으로써 213 昭I에서 158.
- 미생물에 의한 감량효율은 음식물 쓰레기 시료를 건조기에서 90℃의 온도로 완전히 건조시킨 후 무게를 달아서 그 효과를 분석하였다. 감량율은 음식물 쓰레기의 총 투입무게와 최종 남은 무게로부터 계산하였다.
- Biofilter의 길이에 따른 악취 감소율을 분석하기 위해 각각 4X20 cm, 4X40 cm, 4x 60 cm 크기의 biofilter# 사용하였고, 교반기에서 악취의 측정은 직접 나오는 공기와 대조구 biofilter, 그리고 홍색 비 유황 세균을 넣은 biofilter를 통과하는 공기를 측정하여, 각각의 상대적인 복합 악취 정도를 비교, 분석하였다. 복합악취에 대한 정량적 접근을 위해 황화수소를 대상으로 검량선을 작성하였고 100 unit은 0.1 mg/L로 결정하였다.
-
- 분리균주의 16S rDNA 염기서열 분석
분리된 균주들 동정하기 위해 16S rDNA 염기서열 분석을 실시하였다. PCR primer는 universal primer 27F; 5'-AGAGliiG ATCMTGGCTCAG-3'4 1492R; S'-IACGGYTACCTTGITAC GACTT-3을 사용하였고, sequencing 결과는 BLAST program을 이용하여 비교하였다.
- 분리된 균주들 중 cellulase, amaylase와 protease의 활성이 가장 우수한 균주를 선별하였고, 동정을 위해서 16S rDNA sequence 분석을 실시하였다. 그 결과 A1016, E-11 와 YA32Y 균주가 각각 Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Sphingobacterium 과 99.
- 1 liter)을 사용하였다. 선별배지에서 투명환을 보이는 균주를 선별하여 protease 활성을 측정하였다. 활성측정은 배양 상등액 0.
- 3 mm)를 증류수에 넣고 멸균하여 1 liter 병에 가득 넣고, 홍색비유황세균의 생장을 위한 mineral salts acetate broth 배지 400 ml과 홍색비유황세균 배양액 100 ml을 혼합하여 30℃ 명조건에서 7일간 배양하였다. 세균함유 담체 20 g을 유리컬럼에 넣어 biofilter를 만든 후 음식물쓰레기 처리에 사용되는 교반기의 공기배출구에 설치하였다. 대조 구는 멸균한 담체를 사용하였다.
- 1일 1회 공기공급은 30분간 유입, 유출구를 열어 자연적으로 통기시켰으며, 지속적 통기 조건은 2L/min으로 공기를 공급하였다. 실험에 사용한 음식물 쓰레기는 실험의 정확도를 높이기 위해 밥(30%), 야채 (40%), 고기(15%), 김치 (10%), 기타 (5%)로 구성하여 매 실험 시 균일하게 첨가하였다. 실험을 시작할 때 500 g을 투여하고 매일 100 g씩 첨가하였다.
- 그 결과 30℃에서 가장 높은 감량율을 나타냈다. 음식물 쓰레기 소멸화의 최적 조건을 확립하기 위해 pH 7, 30℃의 조건에서 음식물 쓰레기의 감량효율을 확인하였다(Fig. 3). 간헐적 통기 시에는 교반기 내부에 혐기적 상태가 발생함으로써 생성되는 유기산과 이산화탄소의 축적으로 인해 pH가 급격히 저하되고 그 결과 미생물에 의한 소멸화 반응도 저해되어 11%의 낮은 분해 활성을 나타냈고, 이를 극복하기 위해 지속적 통기를 실시한 결과 pH의 급격한 저하가 발생하지 않고, 분해 효율도 18.
- 음식물 쓰레기의 또 다른 중요 성분인 전분을 효과적으로 처리하고 곡류의 첨가로 음식물 쓰레기 간의 응집현상이 발생하여 미생물의 접근이 제한되는 문제점을 극복하기 위해서 전분 가수분해 효소를 분비하는 균주를 분리하여 그 효소 활성을 측정하였다. Starch agar 배지에서 가장 큰 투명대를 보인 E-11 균주가 24시간에서 최대 활성(219 unit/ml)을 나타냈으며, 이는 Emtiazi and Nahvi (20)가 보고한 Cellulomonas 의 80 un/ml보다 약 3 배가량 높은 결과로 음식물 쓰레기의 곡류성분을 빠르게 분해할 수 있을 것으로 판단된다.
- 음식물 쓰레기의 호기성 처리에서 pH의 재조정은 일부 과도한 유기산의 생성 및 반응속도의 저하를 현저히 억제시킬 수 있음을 확인한 결과가 보고된 바 있으므로(1), 지속적인 pH의 조정에 의한 음식물 쓰레기의 감량효율을 조사하고 비교하여 최적의 pH를 결정하기 위해서 pH를 5, 6, 7, &로 유지하면서 음식물 쓰레기의 감량효율을 측정하였다. 그 결과 pH에 따라 분해율이 큰차이는 보이지 않았지만 pH 7에서 21.
- 혼합균주를 사용하였는데 30℃, 혐기성, 명조건 (3000 Lux)에서 7일간 배양한 후 각각 IO, ceU/g 되도록 보정하여 접종하였다. 접종 균주는 각각 100 ml씩 진탕 배양한 배양액을 5000Xg, 50분간 원심분리하여 pellet을 증류수에 세척한 다음, 각각 25 ml씩 혼합하여 교반기에 접종되는 균주의 부피가 100 ml로 모두 동일하게 준비하여 접종하였다.
- 지속적 통기 하에 교반기 내의 pH와 온도의 영향을 조사하기 위해 pH를 5, 6, 7, 8로 일정하게 유지시키고, 또한 온도를 20, 30, 40, 5UC가 되도록 유지하여 15일간의 음식물 쓰레기 감량을 조사하였다. 공통적으로 10 rpm의 교반 속도를 유지하였으며, 15일 동안 매 15분간 교반하고 45분간 정지 상태가 반복되는 조건 하에 실험을 실시하였다.
- 와 Rhodospirillum sp. 혼합균주를 사용하였는데 30℃, 혐기성, 명조건 (3000 Lux)에서 7일간 배양한 후 각각 IO, ceU/g 되도록 보정하여 접종하였다. 접종 균주는 각각 100 ml씩 진탕 배양한 배양액을 5000Xg, 50분간 원심분리하여 pellet을 증류수에 세척한 다음, 각각 25 ml씩 혼합하여 교반기에 접종되는 균주의 부피가 100 ml로 모두 동일하게 준비하여 접종하였다.
- 5% Congo red 시약을 1 ml 처리하여 가장 큰 황색 환이 나타난 균주를 선별하였다(22). 황색환이 큰 균주를 nutrient brcrth medium (Difco Lab., USA) 40 ml에 접종하여 24 시간 배양한 뒤, 이 배양액 0.4 ml을 CMC broth 40 ml에 접종하여 시간에 따른 cellulase 활성을 측정하였다. 효소활성 측정을 위해 배양액을 12, OOOXg에서 15분간 원심분리하여 얻은 상등액 0.
대상 데이터
- 세균함유 담체 20 g을 유리컬럼에 넣어 biofilter를 만든 후 음식물쓰레기 처리에 사용되는 교반기의 공기배출구에 설치하였다. 대조 구는 멸균한 담체를 사용하였다.
- 마지막으로 음식물 쓰레기의 3대 구성성분인 단백질의 처리를 위해 단백질 가수분해 효소의 활성이 우수한 균주를 분리하여 실험에 이용하였다. 단백질 가수분해 효소의 활성이 가장 한 균주 YA32Y의 효소 활성을 측정한 결과 48시간에서 최대 47 unit/ml의 활성을 나타냈다.
- 음식물 쓰레기의 효과적 처리를 위한 균주는 현재 우리나라 음식물 쓰레기의 주된 성분인 섬유소와 전분, 그리고 단백질 분해효소의 활성이 우수한 균주를 분리하여 실험에 사용하였다.
데이터처리
- PCR primer는 universal primer 27F; 5'-AGAGliiG ATCMTGGCTCAG-3'4 1492R; S'-IACGGYTACCTTGITAC GACTT-3을 사용하였고, sequencing 결과는 BLAST program을 이용하여 비교하였다.
성능/효과
- 따라서 biofilter의 장착을 통해 특정황 화합물의 제거가 가능한지 gas chromatography를 이용하여 분석하였다. Biofilter를 장착한 후 배출가스에 포함되어있는 황화합물 중 대표적인 methylmercaptar과 hydrogen sulfide의 농도를 확인한 결과 methylmercaptan은 biofilter를 장착함으로써 213 昭I에서 158.6 ug/L로 25.5%가 감소하였다(Fig. 5). 그러나 증류수를 적신 담체를 함유한 filter에서 control보다 약간 높은 농도로 검출되었는데 이는 담체에 황 화합물을 이용할 수 있는 미생물이 고정되어 있지 않기 때문에 담체 내부에 흡착되어 있던 methylmercaptan이 용출되어 나왔기 때문인 것으로 생각된다.
- Starch agar 배지에서 가장 큰 투명대를 보인 E-11 균주가 24시간에서 최대 활성(219 unit/ml)을 나타냈으며, 이는 Emtiazi and Nahvi (20)가 보고한 Cellulomonas 의 80 un/ml보다 약 3 배가량 높은 결과로 음식물 쓰레기의 곡류성분을 빠르게 분해할 수 있을 것으로 판단된다. pH에 의한 영향은 pH 5, 6에서 약간 저하가 되었지만 큰 차이를 보이지는 않았고, 배양 중 최대 활성을 나타내는 시간은 같은 경향을 보였다(결과 미제시).
- 3). 간헐적 통기 시에는 교반기 내부에 혐기적 상태가 발생함으로써 생성되는 유기산과 이산화탄소의 축적으로 인해 pH가 급격히 저하되고 그 결과 미생물에 의한 소멸화 반응도 저해되어 11%의 낮은 분해 활성을 나타냈고, 이를 극복하기 위해 지속적 통기를 실시한 결과 pH의 급격한 저하가 발생하지 않고, 분해 효율도 18.8%로 증가하였다. 그러나 보다 신속하고 효과적으로 음식물 쓰레기를 소멸화시키기 위해서 음식물 쓰레기의 소멸화에서 중요한 요인인 온도와 pH를 최적의 상태로 조절해 줌으로써 가장 높은 35%의 감량효율을 달성할 수 있었다.
- 간헐적 통기 조건 하에서 음식물 쓰레기의 감량율을 분석한 결과 15일까지 미생물을 처리하지 않은 시료는 3.4%의 감량을 보인 반면 미생물을 처리한 시료에서는 11%의 감량효과를 나타냈다. 이러한 결과는 간헐적 통기에 따른 산소고갈로 인한 무산소 조건 형성 시 발효에 의한 유기산과 이산화탄소가 축적되면서 pH가 급격히 매우 낮은 수준으로 떨어지면서 미생물들에 의한 분해 작용이 크게 저해를 받았기 때문인 것으로 생각된다.
- 분석을 실시하였다. 그 결과 A1016, E-11 와 YA32Y 균주가 각각 Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Sphingobacterium 과 99.3%, 99.5%, 98.5%가 일치하는 유사도를 나타냈다 (Table 1). 종 수준까지의 정확한 동정을 위해서는 다양한 생화학적 시험이 필요하다.
- 감량효율을 측정하였다. 그 결과 pH에 따라 분해율이 큰차이는 보이지 않았지만 pH 7에서 21.6%로 가장 높은 분해율을 나타냈다.
- 8%로 증가하였다. 그러나 보다 신속하고 효과적으로 음식물 쓰레기를 소멸화시키기 위해서 음식물 쓰레기의 소멸화에서 중요한 요인인 온도와 pH를 최적의 상태로 조절해 줌으로써 가장 높은 35%의 감량효율을 달성할 수 있었다. 신과 황 (10)은 65일 간 50%의 음식물 쓰레기 분해효과를 보고하였고, 홍 등(13)은 27일 간 33.
- 이용하였다. 단백질 가수분해 효소의 활성이 가장 한 균주 YA32Y의 효소 활성을 측정한 결과 48시간에서 최대 47 unit/ml의 활성을 나타냈다. 김 등(4)이 보고한 현미 발효 미생물인 Bacillus의 23.
- 따라서 적절한 담체를 사용하여 흥색비유황세균이 고정된 biofilterS 장착한다면 통기 시에 발생하는 악취문제를 생물학적 방법을 이용하여 보다 간편하고 저렴한 비용으로 제어할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 biofilter의 길이에 따라 악취의 저감 정도를 측정해서 가장 합리적인 biofilter를 제작하기 위해서 biofilter의 길이를 증가시키면서 악취제거율을 측정한 결과 biofilter의 길이가 증가할 수록악취 제거율도 증가하는 경향을 나타냈으며 6x40 cm 크기의 biofiltei에서 가장 높은 84%의 악취제거율을 보였다. 이러한 수치는 관능적으로 거의 느끼지 못하는 수준으로 악취가 저감된 것으로서 이 이상의 길이증가는 비경제적인 것으로 사료된다.
- 의 80 unit/ml과 비교해서 2배 가까이 높은 결과로서, 이 분리 균주를 이용함으로써 음식물 쓰레기에 포함되어 있는 섬유소를 빠른 시간 내에 효과적으로 처리할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 섬유소 분해효소의 온도(20, 30, 40, 50℃(2)와 pH (pH 5, 6, 7, 8)에 따른 효소 활성을 측정한 결과 이 범위 내에서 온도와 pH에 의한 영향은 거의 없는 것으로 나타났다(결과 미제시).
- 정도를 측정, 비교분석하였다. 먼저 시간에 따른 복합 악취를 분석한 결과 biofilterS 거치지 않고 배출되는 기체의 악취가 biofilterf- 거친 가스에 비해 5~6배 높게 유지되는 결과를 나타냈다(Fig. 4). 이 결과가 biofilter에 고정되어 있는 홍색 비 유황 세균에 의한 작용인지 아니면 담체에 물리적으로 흡착되어 악취가 저감되는지를 확인하기 위해 증류수를 처리한 filter와 홍색 비 유황 세균을 고정시킨 biofilter를 설치하고 그 결과를 비교하였는데 biofilter에서 약 58% 악취제거율이 증가하였고 홍색 비 유황 세균에 의해 악취가 제거된다는 결론을 내릴 수 있었다.
- 7 unit/ml 보다 '3배, 권과 정(2)이 보고한 Cellulomonas sp.의 80 unit/ml과 비교해서 2배 가까이 높은 결과로서, 이 분리 균주를 이용함으로써 음식물 쓰레기에 포함되어 있는 섬유소를 빠른 시간 내에 효과적으로 처리할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 섬유소 분해효소의 온도(20, 30, 40, 50℃(2)와 pH (pH 5, 6, 7, 8)에 따른 효소 활성을 측정한 결과 이 범위 내에서 온도와 pH에 의한 영향은 거의 없는 것으로 나타났다(결과 미제시).
- 4). 이 결과가 biofilter에 고정되어 있는 홍색 비 유황 세균에 의한 작용인지 아니면 담체에 물리적으로 흡착되어 악취가 저감되는지를 확인하기 위해 증류수를 처리한 filter와 홍색 비 유황 세균을 고정시킨 biofilter를 설치하고 그 결과를 비교하였는데 biofilter에서 약 58% 악취제거율이 증가하였고 홍색 비 유황 세균에 의해 악취가 제거된다는 결론을 내릴 수 있었다. 따라서 적절한 담체를 사용하여 흥색비유황세균이 고정된 biofilterS 장착한다면 통기 시에 발생하는 악취문제를 생물학적 방법을 이용하여 보다 간편하고 저렴한 비용으로 제어할 수 있을 것으로 판단된다.
- 지속적 통기 시에는 15일까지 접종과 비접종 교반기에서 각각 18.8%와 13.8%가 감량되었는데, 간헐적 통기조건 실험에 비해 감량효율이 10% 정도 향상되었다. 이는 지속적 통기에 의한 급격한 pH의 변화가 상당부분 완화되었으며 (Fig.
- 3%의 소멸 .효과를 보고하였으나, 본 연구에서는 15일간의 실험으로 35%의 분해효과를 입증하였으며, 이는 음식물 쓰레기의 분해에 적합한 조건을 유지시킴으로써 접종한 미생물들의 생장을 촉진시키고, 분해효소의 작용을 증가시킴으로써 나타나는 결과로 판단되며, 이 결과를 바탕으로 빠른 시간에 음식물 쓰레기를 처리할 수 있을 것이다.
후속연구
- 제시할 수 있을 것으로 판단된다. 나아가 이 결과를 내 규모 음식물 처리시설에서도 응용함로써 경제적으로도 큰 도움이 될 수 있을 것이며 음식물 쓰레기 처리에 수한 균주들을 확보함으로써 생물자원의 확보 측면에서도 큰 의의가 있다고 할 수 있다.
- 8 /L에서 1262 Rg/L로 크게 감소하였다. Yun (23)은 음식물 쓰레기에 Bacillus cereiG를 처리함으로써 18%의 황화수소 제거효율을 보고하였는?데, 이는 본 연구와는 다르게 음식물쓰레기를 채취하여 일정량의 음식물쓰레기를 대상으로 분석한 결과이므로 직접적인 비교는 어려우나 제거효율 측면에서 본 연구가 더욱 우수할 것으로 판단되며, 이를 통해 복합악취 뿐만 아니라 독성이 있는 특정 악취물질인 황 화합물들에 대한 제어도 가능할 것이라는 결론을 내릴 수 있다.
- 이 결과가 biofilter에 고정되어 있는 홍색 비 유황 세균에 의한 작용인지 아니면 담체에 물리적으로 흡착되어 악취가 저감되는지를 확인하기 위해 증류수를 처리한 filter와 홍색 비 유황 세균을 고정시킨 biofilter를 설치하고 그 결과를 비교하였는데 biofilter에서 약 58% 악취제거율이 증가하였고 홍색 비 유황 세균에 의해 악취가 제거된다는 결론을 내릴 수 있었다. 따라서 적절한 담체를 사용하여 흥색비유황세균이 고정된 biofilterS 장착한다면 통기 시에 발생하는 악취문제를 생물학적 방법을 이용하여 보다 간편하고 저렴한 비용으로 제어할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 biofilter의 길이에 따라 악취의 저감 정도를 측정해서 가장 합리적인 biofilter를 제작하기 위해서 biofilter의 길이를 증가시키면서 악취제거율을 측정한 결과 biofilter의 길이가 증가할 수록악취 제거율도 증가하는 경향을 나타냈으며 6x40 cm 크기의 biofiltei에서 가장 높은 84%의 악취제거율을 보였다.
- 현재 우리나라에서 주로 생산되는 제품들은 건조 압축방식과 발효 소멸방식의 2종으로 구분되는데, 건조 압축방식은 음식물 쓰레기의 75%를 차지하는 수분을 가열 등으로 건조시킨 후 물리적으로 압축하여 그 부피를 줄이는 방식인데 유기물들이 그대로 남아있기 때문에 매립 후에 다시 환경오염을 유발하는 문제점이 발생하고 있다. 발효 소멸장치는 교반과 미생물의 분해 능력을 이용하여 쓰레기 내의 유기물질을 물과 이산화탄소로 분해하는 방식으로 최근에 관심이 증가하고 있는 방식인데 소멸화 촉진제로 유기물의 분해활성이 우수한 미생물을 이용하면 음식물 쓰레기 처리 시 발생하는 문제점의 해결을 기대할 수 있을 것이다. 그러나 최근까지 다양한 미생물학적 접근이 시도되고 있지만(3, 10, 14) 확실한 처리 방법이 개발되지 못하고 있는 실정이다.
- 5%의 감량 결과를 보고하였는데 실험기간 및 음식물 쓰레기 조성 등의 차이에 따른 것이므로 절대적인 비교가 어렵다. 본 연구에서의 감량효과를극대화시키기 위해서는 교반기 내부의 환경이 최적화가 필요하며 이러한 문제를 해결하기 위해서는 운전 중 접종 균주의 동향에 대한 분자생물학적 방법을 이용한 monitoring (7)이 필요할 것으로 판단된다.
- 이 결과들을 통해 음식물 쓰레기 소멸화의 최적 조건을 알 수 있었으며, 음식물 쓰레기의 효율적이고 신속한 처리 및 악취 제거 방법을 제시할 수 있을 것으로 판단된다. 나아가 이 결과를 내 규모 음식물 처리시설에서도 응용함로써 경제적으로도 큰 도움이 될 수 있을 것이며 음식물 쓰레기 처리에 수한 균주들을 확보함으로써 생물자원의 확보 측면에서도 큰 의의가 있다고 할 수 있다.
- 그러나 일정시간이 지나면서 떨어진 pH가 다시 올라가는 기존의 보고(15)와는 달리 초기에 크게 낮아진 pH가 계속 지속되는 경향을 나타냈고, 이는 음식물 쓰레기의 미생물학적 처리에서 큰 처리 효과를 얻지 못하는 중요한 원인 중 하나이며, 교반기 내의 조건이 산성화가 되면 분리균주의 생장과 효소의 활성이 억제되어 음식물 쓰레기의 감량 효율에 큰 악영향을 미칠 것으로 판단할 수 있다. 이를 해결하기 위하여 통기나 처리 중에 pH를 보정함으로써 해결이 가능할 것으로 생각되지만 후자는 계속적으로 pH를 측정, 관리를 필요로 하기 때문에 유기물의 신속한 호기 성분 해를 위해서도 통기가 보다 현실적인 대안이 될 수 있을 것이다.
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