무기 응집제 주입이 음폐수 바이오가스화의 메탄 생성 및 미생물 군집 변화에 미치는 영향

Effect of inorganic coagulant injection on methane production and microbial community changes in food wastewater biogasification

혐기성 소화는 혐기성 조건에서 생분해성 물질을 분해하는 일련의 미생물 과정을 포함하며, 고형물을 무해하게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 메탄을 재활용하여 탄소 순환과 에너지 활용을 촉진하는 효과적인 바이오 에너지 전략이다. 음식물류폐기물 처리 과정에서 이차적으로 발생하는 음폐수는 유기물 함량이 높고 분해성이 우수하여 혐기성 소화를 이용하여 처리하는 것이 타당하다. 그러나 음폐수의 혐기성 소화는 휘발성 지방산이 축적되고 pH가 저하되며, 미량금속이 부족하고 소화액의 탈수성이 떨어지는 단점이 있다. 또한, 형기성 미생물온 성장이 느리고 반용기 내에서 충분히 유지되기가 쉽지 않아 안정화 기간이 길어진다. 따라서 소화된 슬러지의 고형물을 소화조로 반송하여 미생물 농도를 높게 유지하는 것이 위와 같은 문제 해결에 도움이 될 수 있다. 그러나 이를 위해서는 소화액을 농축시키거나 탈수시키는 과정이 필요하며, 소화액의 낮은 탈수성으로 응집제가 필수적이다. 따라서 혐기성 소화조로 슬러지 반송 시 농축이나 탈수 과정에서 사용되는 응집제의 효과를 이해하는 것이 중요하다. 본 연구에서 는 음폐수를 기질로 하여 Fe 및 Al 계열 용집제 (FeCl₃, Fe₂(SO₄)₃, AlCl₃, Al₂(SO₄)₃) 에 대해 BMP test를 실시한 후 메탄 생성, 생분해성, 미생물 군집 등을 분석하였다. 누적 메탄 생산량은 476.5~532.2 mL/gVS로 응집제를 첨가하지 않은 대조군이 가장 높았으며, Fe₂(SO₄)₃, AlCl₃, FeCl₃, Al₂(SO₄)₃ 순으로 메탄 생산량이 감소하였다. 옹집제를 함유한 모든 경우에서 메탄 생성이 억제되 는 것을 확인하였다.