음식물쓰레기 발효 시 수리학적 체류시간에 따른 수소 및 부산물 생성 특성

Abstract

음식물 쓰레기로부터의 연속 수소 생성 실험을 다양한 수리학적 체류시간 (HRT; 18, 21, 24, 30, 36, 42 h)에서 수행하였다. 음식물쓰레기는 분쇄와 알칼리 처리를 거쳐 27.0 g COD/L (average VS 4.4%)의 농도로 fed-batch 형태로 주입되었으며, 반응조 내의 pH는 5.3 ± 0.1 이상으로 유지되었다. 126일 간의 운전을 통해 유기성 폐기물로부터의 연속 수소 생성이 안정적으로 진행될 수 있음을 확인하였다. 수소 생성 효율은 HRT에 따라 변하였으며, 30 h에서 가장 높은 수치를 (25.8 mL H2/g VSadded, 0.36 mol H2/mol hexoseadded, 0.91 L H2/L/d) 보였다. 대부분의 조건에서 가장 양이 많은 부산물은 노말부티르산이었으며, 수소 생성이 증가함에 따라 노말부티르산의 생성이 증가하였다. 이소프로판올 역시 수소 생성과 관련이 있는 나타났다. 반면, 아세트산의 생성량은 수소생성과 반대되는 경향을 보여 수소 소모 아세트산 생성 경로로 발생되는 양이 많았다고 사료된다. 한편 산발효 효율은 53.3~65.7%인 것으로 나타나 기존 산 발효를 수소 발효가 대체할 수 있음을 확인하였다.