음식물 쓰레기와 하수 슬러지의 생물학적 수소 발효에 미치는 VS 농도와 혼합비의 영향

Abstract

다양한 VS 농도(0.5-5.0%) 및 혼합비(0:100-100:0, VS 기준)의 음식물 쓰레기와 하수 슬러지를 이용하여 수소 발효 회분식 실험을 수행하였다. 누적 수소 발생곡선을 통해 수소 생성 잠재량과 수소 생성 속도를 구하였으며 표면분석법을 이용하여 각각에 대한 최적 조건과 90% 용인 조건을 제시하였다. 수행된 모든 VS 농도에서 음식물 쓰레기의 수소 생성 잠재량은 하수 슬러지보다 높았다. 그러나 하수 슬러지를 13~19% 혼합하였을 경우에 수소 생성 잠재량이 증가하는 현상이 발견되었다. 이는 하수 슬러지의 첨가로 인해 수소 생성 미생물의 생장에 필요한 단백질이 충분히 공급되어 발생하는 현상으로 사료된다. 최대 비 수소생성 잠재량은 122.9 mL/g carbohydrate<SUB>added</SUB>-COD로 혼합비 87:13(음식물 쓰레기 : 하수 슬러지), VS 3%에서 관찰되었다. 최대 수소 생성 속도의 경우 VS와 음식물쓰레기 분율이 높을수록 높은 값을 나타내었으며 최대값은 111.2mL H<SUB>2</SUB>/g VSS/h였다. 이로 미루어 볼 때, 음식물쓰레기와 하수슬러지는 수소 생성에 있어 각각 주 기질과 보조 기질로 활용되기에 적합한 것으로 판단된다.