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문제 정의
- 본 실험에서는 이미 박의 연구에서 살펴본 음식물쓰레기에 대한 호기성 퇴비화의 경시적 변화에서 타가 영양세균의 균락형성단위 (Colony Forming Units; CFU)의 변화에 관한 연구 이후, 1년여의 시차를 두고 후속 연구로서 생물학적 전환에 있어서 타가 영향 세균과 함께 크게 영향을 미치는 곰팡이의 수적 변화가 퇴비화 지표인 온도 및 pH와 어떻게 관련되는 지를 파악하고자 하였다.
- 본 실험은 이미 박이 진행한 음식물류폐기물에 대한 호기성퇴비화에 있어서 타가영양세균의 균락형성단위의 변화에 대한 연구에 이은 후속 연구로서, 유기물의 생물 전환에 큰 영향을 미치는 곰팡이의 수적 변화가 온도, pH 등 퇴비화 지표와 어떤 연관성을 보이는 지를 파악하기 위한 실험이다. 먼저 음식물류폐기물과 목재 세 편의 물리화학적 특성이 Table 1에 제시되어 있다.
제안 방법
- 본 실험에 사용된 음식물류폐기물은 각각 1회 300명과 200명 이상의 급식능력을 갖춘 2개의 집단급식소로부터 3회에 걸쳐 채취하여, 이물질 제거, 혼합, 절단, 균질화한 후, 3시간 동안 음지에서 건조시켰다. 이러한 음식물류폐기물 10L를 준비하여 대조군(Control)谊로하였고, 다시 음식물류폐기물 10 L를 준비하여 여기에 목재 세 편 5L를 혼합하여 시료 WC-1 으로 하였으며, 또 다른 음식물류폐기물 10 L를 준비하여 목재세편 10L 를 혼합하여 시료 WC-2로 하였다.
- 본 실험에서 실내온도와 시료의 온도, pH 및 곰팡이의 CFU를 경시적으로 측정하였고, 실험재료인 음식물류폐기물과 목재세편의 전도도를 측정하였다. 수분함량 및 고형물 함량은 폐기물 공정시험 방법에 따라 1051에서 4시간 건조하여 측정하였고, 회분함량은 600℃에서 30분간 강열한 후 측정하였다.
- 본 연구는 이미 박少이 진행한 음식물류폐기물에 대한 호기성퇴비화에 있어서 타가영양세균의 균락형성단위의 변화에 대한 연구에 이은 후속 연구로서, 유기물의생물전환게 큰 영향을 미치는 곰팡이의 수적 변화가 온도, pH 등 퇴비화 지표와 어떤 연관성을 보이는 지를 파악하기 위한 실험으로서, 음식물류폐기물 10 L를 준비하여 대조군(Control, 10 L/0 L)으로 하였고, 다시 음식물류폐기물 10L를 준비하여 여기에 목재세편 5L를 혼합하여 시료 WC-l(10L/5L)으로 하였으며, 또 다른 음식물류폐기물 10 L를 준비하여 목재 세 편 10 L를 혼합하여 시료 WC-2(10L/10L)로 하였다. 이들 대조군 (Control), WC-1 및 WC-2를 각각의 반응조에 투입한 후, Irpm의 속도로 하루 1시간 교반, 공기주입률 mL/min-m3로 2시간 송풍하여 24일 동안 운전하면서 온도, pH, 곰팡이의 CFU 등의 항목들의 경시적 변화를 측정, 비교, 분석, 고찰한 결과는 다음과 같다.
- 수분함량 및 고형물 함량은 폐기물 공정시험 방법에 따라 1051에서 4시간 건조하여 측정하였고, 회분함량은 600℃에서 30분간 강열한 후 측정하였다. NaCl 함량은 Mohr 법에 따라 시료에 지시약으로서 7.
- 이러한 음식물류폐기물 10L를 준비하여 대조군(Control)谊로하였고, 다시 음식물류폐기물 10 L를 준비하여 여기에 목재 세 편 5L를 혼합하여 시료 WC-1 으로 하였으며, 또 다른 음식물류폐기물 10 L를 준비하여 목재세편 10L 를 혼합하여 시료 WC-2로 하였다. 이들 대조군 (Control), WC-1 및 WC-2를 각각의 반응조에 투입한 후, Irpm의 속도로 하루 1시간 교반, 공기주입률 80L/min・m3로 2시간 송풍하여 24일 동안 운전하면서 온도, pH, 곰팡이의 CFU 등의 항목들의 경시적 변화를 측정, 비교, 분석, 고찰하였다.
- 시료 WC-2(10L/10L)로 하였다. 이들 대조군 (Control), WC-1 및 WC-2를 각각의 반응조에 투입한 후, Irpm의 속도로 하루 1시간 교반, 공기주입률 mL/min-m3로 2시간 송풍하여 24일 동안 운전하면서 온도, pH, 곰팡이의 CFU 등의 항목들의 경시적 변화를 측정, 비교, 분석, 고찰한 결과는 다음과 같다.
- 이러한 음식물류폐기물 10L를 준비하여 대조군(Control)谊로하였고, 다시 음식물류폐기물 10 L를 준비하여 여기에 목재 세 편 5L를 혼합하여 시료 WC-1 으로 하였으며, 또 다른 음식물류폐기물 10 L를 준비하여 목재세편 10L 를 혼합하여 시료 WC-2로 하였다. 이들 대조군 (Control), WC-1 및 WC-2를 각각의 반응조에 투입한 후, Irpm의 속도로 하루 1시간 교반, 공기주입률 80L/min・m3로 2시간 송풍하여 24일 동안 운전하면서 온도, pH, 곰팡이의 CFU 등의 항목들의 경시적 변화를 측정, 비교, 분석, 고찰하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 퇴비화 장치는 Fig. 1과 같으며, 내부치수는 W500X H600X D350 mmS, 유효용적 40 L 크기의 스테인레스 재질의 반응기로서, 바닥 부분은 교반 시에 사각지대를 없애기 위해 교반날개의 회전반경에 맞추어 원형으로 제작되었다. 부가장치로 송풍기, 온도조절 장치, 교반기, 투입구 및 배출구와 이를 제어하기 위한 제어함이 부착되어 있다.
이론/모형
- 수분함량 및 고형물 함량은 폐기물 공정시험 방법에 따라 1051에서 4시간 건조하여 측정하였고, 회분함량은 600℃에서 30분간 강열한 후 측정하였다. NaCl 함량은 Mohr 법에 따라 시료에 지시약으로서 7.5% KzCrQ를 넣은 다음 0.02 N AgNQ용액으로 적정하여 측정하였고, 곰팡이의 CFU는 도말 평판법 (Spread Plate Technique)0]] 따라 Streptomycin-terramycin-malt extract agar 를 시〜용하여 측정하였다.眼分
성능/효과
- 1) WC-2(음식물류폐기물/목재세편, 10L/10L)가 WC- 11(음식물류폐기물/목재세편, 10L/5L)보다 더 빨리 고온 부에 도달하고, 최고온도 또한 더 높은 것으로 보아, 퇴비화 속도에 있어서 WC-2가 WC-1 보다 더 빠른 것으로 나타났다.
- 2) pH의 변화로부터, WC-2의 경우가 WC-1 의 경우보다 더 빨리, 더 높게 pH의 급격한 상승이 일어나는 것으로 보아, 퇴비화 속도에 있어서 WC-2가 WC-1 보다 더 빠른 것으로 나타났다.
- 3) 곰팡이의 CFU에 대한 상용로그치의 변화로부터, WC-2의 경우가 WC-1 의 경우보다 더 빨리, 더 높게 나타나는 것으로 보아, 퇴비화 속도에 있어서 WC-2가 WC-1 보다 더 빠른 것으로 나타났다.
- 4) 곰팡이의 CFU어】 대한상용로그치의 변화양상은 pH 변화양상(=0.1631) 보다는 온도 변화양상(匸0.8861) 과 매우 유사한 것으로 나타났다.
- WC-1 과 WC-2의 변화양상이 서로 유사하나, WC-2 의 최고치가 WC-1 의 최고치보다 높을 뿐만 아니라, 높은 수치의 지속기간도 더 긴 것으로 보건대, WC-2 의 퇴비화 속도가 WC-1 의 그것보다 빠른 것으로 판단된다.
- 3에 제시되어 있다. 대조군의 경우는 최초 pH 3.73에서 반응일 수가 증가할수록 아주 서서히 증가하여 반응 13일 후 비로소 pH 6.00을 넘어선 pH 6.17을 나타내었는데, 이 시점은 최고온도 36.0℃를 나타내었던 반응 9일 후로부터 4일 후였다. 반응 종료 후의 대조군의 pH는 6.
- 정 등 分은 음식물류폐기물, 톱밥, 숙성된 퇴비, 상업적으로 개발된 종균 제의 배합 비율을 조절하여 퇴비화 기간 동안 온도변화, 산소 소비량, CO2 생산량 및 온도변화에 따라 퇴비화에 관여하는 활성 미생물의 변화 등을 조사하여각 퇴비화 조건별 특성을 파악하였다. 미생물상의 변화는 혼합물 성상에 관계없이 모든 반응조에서 비슷한 양상을 보였고, 반응 초기에는 세균의 밀도가 상대적으로 높고 방선균, 곰팡이, 효모는 비슷하였으며, 후반부로 갈수록 세균과 방선균의 밀도가 비슷해지는 경향을 보였다. 곰팡이와 효모는 퇴비화 초반에 밀도가 급격히 감소한 다음 곰팡이는 중 온성 상태인 후반에 증가하였으나 효모의 변화는 없었으며, 퇴비화 전반에 걸쳐서 세균과 방선균의 밀도가 곰팡이와 효모보다 상대적으로 높았다고 보고하였다.
- 본 연구에서는 대조군의 경우, 전반기에 완만한 상승세를 보이다가, 반응 11일 후 곰팡이의 CFU에 대한상용로그치가 10.94로 최고치를 기록했는데, 이 시점은 최고온도 36.(TC를 기록한 후 2일 후였으며, 이후에는 완만한 하강세를 나타내었다. WC-1 의 경우 최초 7.
- 14보다는 낮게 나타났으며, 목재 세 편의 겉보기 밀도와 수분함량은 음식물류폐기물에 비해 월등히 낮고, 또한 공극률은 음식물류폐기물에 비해 매우 높아서, 목재 세 편의 팽화 제로서의 역할을 기대할 수 있었다. 염분도와 전도도에 있어서는 음식물류폐기물이 목재 세 편에 비해 매우 높은 것으로 나타났는데, 실제로 박项의 왕겨와 톱밥을 이용한 연구에서도 왕겨와 톱밥 첨가량이 많을수록 더욱 짧응 시간 내에 최고온도에 도달하였으며, 최종부피 및 무게 감소율도 더 커지는 것으로 나타나 결국, 목재세편의 첨가가 공극률을 확대해주고, 염분 도도 저감시킬 수 있을 것으로 판단된다.
- 음식물류폐기물의 pH 3.73은 목재 세 편의 pH 5.14보다는 낮게 나타났으며, 목재 세 편의 겉보기 밀도와 수분함량은 음식물류폐기물에 비해 월등히 낮고, 또한 공극률은 음식물류폐기물에 비해 매우 높아서, 목재 세 편의 팽화 제로서의 역할을 기대할 수 있었다. 염분도와 전도도에 있어서는 음식물류폐기물이 목재 세 편에 비해 매우 높은 것으로 나타났는데, 실제로 박项의 왕겨와 톱밥을 이용한 연구에서도 왕겨와 톱밥 첨가량이 많을수록 더욱 짧응 시간 내에 최고온도에 도달하였으며, 최종부피 및 무게 감소율도 더 커지는 것으로 나타나 결국, 목재세편의 첨가가 공극률을 확대해주고, 염분 도도 저감시킬 수 있을 것으로 판단된다.
- 36이었다. 이로부터 음식물류폐기물의 퇴비화 과정 중 최고 온도에 도달된 이후 약 3일 후에 급격한 pH 증가가 수반됨을 파악할 수 있었다.
- 0℃를 나타내었다. 전체적으로 매우 미약한 온도상승을 나타내어 팽 화재로 서 목재 세 편이 투입되지 않은 대조군의 경우는 퇴비화가 아주 더디게 진행되고 있음을 알 수 있었다.
- 전체적으로 볼 때, 대조군의 경우 뒤늦게 퇴비 화가 서서히 진행됨을 알 수 있었고, WC-1 과 WC-2는 서로 유사한 경향을 보이나, 최고 pH 및 그 도달 시점, 그리고 반응 종료 후 pH 등을 비교해 보건대 WC-2 에서 더 빠르고 효율적인 퇴비화가 진행된 것으로 판단된다.
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