동적 막을 활용한 암발효 공정에서 생성된 바이오수소 생산 그래뉼의 물리적 화학적 특성

Physico-chemical properties of hydrogen-producing granules on continuous dynamic membrane bioreactor(DMBR) system

생물학적 수소 생산방법은 이산화탄소 발생량이 적고, 다양한 복합물질을 비멸균 상태에서 활용할 수 있으며, 타 생물학적 수소 생산 방법에 비해 생산성이 월등히 높다. 생물학적 수소 생산 연속공정의 수율과 생산성은 수소 생산 그래뉼의 형성 유무에 크게 의존하지만, 아직까지 수소 생성 그래뉼의 특성 및 형성 조건에 대한연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 유효 부피 20 L의 동적 막반응조를 공정으로, 90oC에서 30분간 열전처리 후 소화슬러지를 식종균(inoculum)으로, 20 g/L의glucose를 기질로 사용하여 HRT 12, 6, 3 h로 순차적으로 감소시키면서 바이오수소 생산 성능을 평가하였으며, 3 h HRT에서 형성된 수소 생산 그래뉼의 물리적 화학적 특성을 분석하였고 전자 현미경을 이용하여 형태를 관찰하였다. 실험 결과, 수소 생산 그래뉼의 크기는 1.48-4.37mm, 건조 중량은 0.14-1.91mg, 공극률은 0.63-0.93, 침강속도는 0.72-2.32cm/s 등으로 나타났다. 그래뉼의 크기가 증가할수록 건조중량, 공극률, 침강속도가 증가하는 경향을 나타냈으며, fractal dimension은 2.67±0.17로 나타났다.