주방폐기물의 혐기성분해에 대한 나트륨이온의 영향: 저해 특성평가, 저해모델

Abstract

주방폐기물의 혐기성분해 반응에 대한 나트륨이온의 저해특성을 정량적으로 평가하기 위한 연구가 0~20g Na+/L의 나트륨이온 농도에서 600mL 반응조를 이용한 저해효과 실험을 통하여 수행되었다. 2g Na+/L 이상의 나트륨이온에 노출된 혐기성미생물은 노출초기에 심각한 저해를 받는 것으로 평가되었으나, 혐기성미생물은 나트륨이온의 농도가 증가함에 따라 서로 다른 순응 및 저해 특성을 가지는 것으로 평가되었다. 나트륨 이온에 의한 순응 및 저해효과를 정량적으로 평가하기 위한 방법으로 나트륨이온이 주입되지 않은 control에 대한 대상시료의 초기순응시간 및 최대메탈발생율의 비를 각각 상대적메탄화율 및 상대적 순응시간으로 정의하였다. 나트륨이온이 2g Na+/L에서 20g Na+/L까지 증하함에 딸 상대적 순응기는 약 19에서 90까지 지수적으로 급속히 증가하였으나, 상대적메탄화율은 0.97에서 0.02까지 선형적인 감소현상을 보였다. 주방폐기물의 혐기성분해 반응에서 최대메탄생생율, 1차 반응속도 상수, 최종메탄발생량 드엥 대한 나트륨이온의 영향은 일발화된 비선형 저해영향인자식에 의해 효과적으로 평가할 수 있었으며, 이와 같은 나트룸이온의 저해효과는 비경쟁저해모델의 의해서 가장 잘 설명가능한 것으로 밝혀졌다. 혐기성 반응의 활성이 완전히 저해되는 나트륨이온의 농도는 사용한 모델의 의해서 약 20~21g Na+/L로 평가되었으며, 약 11g Na+/L의 나트륨이온에서 메탄화율이 50% 저해효과를 보이는 것으로 평가되었다. 본 연구결과는 높은 농도의 나트롬이론의 함유한 주방폐기물의 메탄발효공정의 설계 및 운전인자의 결정에 유용하게 사용가능할 것으로 사료된다.