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제안 방법
- 5%(w/w) 첨가하여 마그네틱스터러로 5분간 교반하였다. HCl 또는 NaOH 처리한 두부폐기물과 하수슬러지를 10 watt power(20kHz)에서 5～20분간 sonic dismembrator model 500(fisher scientific)로 초음파 처리하였다. 두부제조폐기물과 하수슬러지를 혼합하여 실험하는 경우 실험전날 전처리 하고 pH를 6.
- 하수슬러지는 대전광역시 시설관리공단의 혐기소화슬러지를 10L 채취한 후 알곤 치환하여 4℃냉장 보관해 두고 사용하였다. HCl 또는 NaOH를 하수슬러지의 0.5, 1, 2, 2.5%(w/w) 첨가하여 마그네틱스터러로 5분간 교반하였다. HCl 또는 NaOH 처리한 두부폐기물과 하수슬러지를 10 watt power(20kHz)에서 5～20분간 sonic dismembrator model 500(fisher scientific)로 초음파 처리하였다.
- 수소함량은 serum bottle내의 head space 가스를 gas-tight microsyringe로 100㎕채취하여 gas chromatograpy(Shimazu 14-B)로 분석하였다. Molecular sieve 5A(Supelco Inc.)를 충진물질로 사용하였고, thermal conductivity detector(TCD)로 분석하였다. 수소가스 정량을 위한 GC 조건은 column 온도 80℃, injector 온도 100℃, detector 온도 120℃이다.
- 두부제조 폐기물에 HCl을 1% 첨가하여 전처리한 시료에 하수슬러지를 20%(v/v)를 넣고 60℃에서 pH 5.5를 유지하여 혐기발효 수소생산을 시도하였다. 사용한 종균은 수소생산으로 적응된 혐기복합 미생물이며, 초기 균체량은 1.
- 대전시 E 두부제조공장에서 발생하는 폐기물을 200g씩 나눠 냉동 보관해 두었고 실험 전에 실온에 녹여 사용하였다. 두부제조폐기물과 10시간 이상 방치한 수돗물을 1:4(w/v) 비율로 섞어 희석한 후, HCl 또는 NaOH를 두부제조 폐기물의 0.5, 1, 2, 2.5%(w/w) 첨가하고 mixer(waring hearydury blender model)로 5분간 섞어 주었다. 하수슬러지는 대전광역시 시설관리공단의 혐기소화슬러지를 10L 채취한 후 알곤 치환하여 4℃냉장 보관해 두고 사용하였다.
- 배양기내의 시료를 일정량 채취하고 12,600rpm에서 1시간 원심분리 후, 상등액은 유기산 분석, 탄수화물 및 암모니아성 질소분석을 위해 0.45μm 멤브레인 필터로 여과하였다.
- 5%로 높지만 COD로 측정한 가용화율이 13～58%이었고, 특히 탄수화물의 가용화가 낮았다. 본 실험에서는 가용화율을 증가시키기 위하여 NaOH 2.5% 처리와 HCl 1% 처리 경우를 선택하여 2차점으로 초음파처리를 적용하였다. 적용된 초음파 세기와 시간은 10 watt(20kHz), 5～20분간 사용하였다.
- 그러나 하수슬러지 자체가 갖는 유기물의 양은 식품계 폐기물 보다 낮고, 탄수화물과 질소원의 비율(총 탄수화물/총 질소원)이 낮아서 함유한 질소원의 활용에 더욱 적합한 것으로 판단하였다. 본 실험에서는 앞 절에서 언급한 두부제조폐기물이 혐기수소발효 중 pH가 저하하기 때문에 하수슬러지와 혼합하여 혐기발효에 적용하였다.
- 본 연구에서는 두부제조 폐기물과 하수슬러지로부터 가용화 성분을 최대화하기 위한 전처리 과정으로 산, 알카리, 초음파를 적용하였고, 최종적으로는 가용화된 시료를 이용하여 혐기발효에 의해 수소생산을 증가시켰다.
- 수소함량은 serum bottle내의 head space 가스를 gas-tight microsyringe로 100㎕채취하여 gas chromatograpy(Shimazu 14-B)로 분석하였다. Molecular sieve 5A(Supelco Inc.
- 유기산 분석을 위해 상등액을 0.2μm 멤브레인으로 여과 후 Aminex HPX-87H(BioRad, USA) 컬럼이 장착된 HPLC (Model VP, Shimadzu Co., Japan)로 분석하였다.
- 45μm 멤브레인 필터로 여과하였다. 탄수화물 분석은 페놀황산법을 이용하여 100배 희석한 샘플 1mL에 5% 페놀 1mL, 95% 황산 5mL을 넣고 잘 흔들어 준 다음 30분 방치해 두었다가 portable datalogging spectrophotometer(DR/2010; Hach Co., USA) 을 사용하여 파장 490nm에 대해 흡광도를 측정하였으며 표준물질은 포도당을 이용하였다. 암모니아성 질소 및 COD 는 분석키트(Humas.
대상 데이터
- 대전시 E 두부제조공장에서 발생하는 폐기물을 200g씩 나눠 냉동 보관해 두었고 실험 전에 실온에 녹여 사용하였다. 두부제조폐기물과 10시간 이상 방치한 수돗물을 1:4(w/v) 비율로 섞어 희석한 후, HCl 또는 NaOH를 두부제조 폐기물의 0.
- 본 연구에서 사용한 두부제조 폐기물은 수분 이 약 75～77%고, 탄수화물, 단백질, 지방이 각각 약 14%, 6%과 3% 존재한다. 총 고형물(total solid, TS)은 물로 희석 후 약 4.
- 5를 유지하여 혐기발효 수소생산을 시도하였다. 사용한 종균은 수소생산으로 적응된 혐기복합 미생물이며, 초기 균체량은 1.7g/L이었다. 배양 10시간 동안 축적된 수소는 약 950ml/L-broth, 평균 수소생산속도는 78ml/L-broth/hr 이고, 최대 수소생산속도는 배양초기에 150～180ml/L-broth/hr 이었다.
- , USA) 을 사용하여 파장 490nm에 대해 흡광도를 측정하였으며 표준물질은 포도당을 이용하였다. 암모니아성 질소 및 COD 는 분석키트(Humas. Co., Ltd., Korea)를 사용하였다. 유기산 분석을 위해 상등액을 0.
- 본 연구에서 사용한 두부제조 폐기물은 수분 이 약 75～77%고, 탄수화물, 단백질, 지방이 각각 약 14%, 6%과 3% 존재한다. 총 고형물(total solid, TS)은 물로 희석 후 약 4.3～4.5%로 조절 된 것을 사용하였다. 두부폐기물의 총 COD는 약 6.
- , Japan)로 분석하였다. 측정은 UV detector을 이용하여 파장 216nm에 대해 시행되었고, 이동상은 10mM 황산이 사용되었다. Flow rate는 0.
- 5%(w/w) 첨가하고 mixer(waring hearydury blender model)로 5분간 섞어 주었다. 하수슬러지는 대전광역시 시설관리공단의 혐기소화슬러지를 10L 채취한 후 알곤 치환하여 4℃냉장 보관해 두고 사용하였다. HCl 또는 NaOH를 하수슬러지의 0.
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