농산폐기물(볏집, 왕겨, 보릿짚, 콩줄기, 옥수숫대 등)의 연간 발생량은 약 949만 톤에 이르며 이 가운데 볏집과 왕겨가 전체 발생량의 약 80%를 차지한다. 볏짚과 왕겨는 벼를 탈곡한 후 발생되는 탄소함량이 매우 높은 목질계 폐기물로, 볏짚의 경우 우리나라 총 농산폐기물 생산량의 50% 이상을 차지하는 주요 부존자원이다.

 

농산폐기 물은 탄소함량은 높은 반면 질소함량이 낮으며 칼리함량은 질소나 인보다 높은 것이 특징이다. 볏집의 경우 과거에는 유기질 자급비료인 퇴비의 주요원료로 활용되었으나 최근에는 콤바인으로 수확할 때 절단하여 토양에 환원하고 있으며 약 15% 수준인 100～120여 만 톤만이 축우용 사료로 공급하거나 버섯자실체 배양의 배지로 사용되 고 있으나, 대부분의 경우 운반, 보관 등의 어려움으로 인하여 소각되거나 현장에 버 려지는 경우가 많다.

 

그러나 온실가스의 저감차원에서 농산폐기물의 소각을 전면 금 지할 경우를 대비하여 이들 폐기물의 재활용에 관한 기술개발이 필요한 실정이다. 현 재 중국에서까지도 볏짚 등 농산폐기물의 소각을 전면 금지하고 있다.

축산폐수는 전체 수질오염원에 미치는 부하량이 9%이상인 것으로 알려져 있으나 마 땅한 처리법이 없어 수질오엽의 주 원인이 되고 있다. 또한 축산 폐수는 발생량에 비 해 수질오염부하량이 매우 높은 고농도의 有機性 폐수로써 처리되지 않은 상태로 수 계로 유입되면 하천의 수질 악화와 湖沼의 부영양화를 초래하며, 상수원 및 농업용수 를 오염시킬 뿐만 아니라 분뇨에 함유된 병원성 미생물 등으로 인한 지하수 오염을 초래하게 된다.

 

그리하여 정부와 많은 농가에서는 축산폐수의 처리를 위하여 막대한 시설비와 운영비를 투자해 처리시설을 가동하고 있으나 우리 농가의 실정에 맞는 처리기술이 제대로 확립되어 있지 않아 많은 시행착오와 어려움을 겪고 있는 실정이다.

최근 들어서는 여러 가지 농산폐기물과 축산폐기물, 제지슬러지와 도시 고형폐기물, 하수슬러지와 도시고형 폐기물, 하수슬러지와 제과슬러지 등의 통합 혐기성 소화에 관한 연구가 이루어지고 있다. 이는 농산폐기물과 축산폐기물을 각각 처리시에 필요한 요소를 다른 폐수를 이용하여 보충하여 처리하는 방식으로 경제적으로 효율적으로 큰 효과를 볼 수 있는 시스템이라 할 수 있겠다.

본 연구에서는 농산폐기물은 C/N비가 높고 축산(돈분)폐수는 C/N비가 낮은 특성을 고려하여 농산폐기물과 돈분폐수를 일정한 비례로 혼합하여 혐기성 소화에 적절한 C/N를 유지시킴으로서 소화효율의 향상을 꾀하는 통합 혐기성 소화법(Co-digestion) 을 이용하는데, 농산폐기물의 소화를 극대화하기 위해 폐기물 혼합전에 농산폐기물 의 주요성분인 섬유소 등 고분자 분해활성이 높은 미생물 또는 미생물군을 이용하여 전처리를 시도하여 효율을 꾀해본다.

 

또한 혐기성 반응기 내에서 중추적 역할을 하는 반응기내의 미생물군을 배양또는 molecular microecological 방법으로 분석하여 미생물군의 상관관계를 알아보고 혐기성 반응기를 걸치면서 배출되는 이산화탄소를 고정화할 수 있는 미세조류의 효율성을 타진해보며, 또한 메탄가스를 고정화할 수 있는 균의 특성을 연구해보며, 산발효조에서 나오는 유기물과 빛을 이용해서 수소생산을 할 수 있는 광합성 세균을 분리해보며서 종합적인 처리시스템을 강구해보았다.

1. 2차년도를 통하여 퇴비, 슬러지, 토양에 있는 고분자 물질 분해효소를 분비하는 호기성 및 혐기성 박테리아를 본 실험실에서 자체개발한 고분자 색소기질법을 이용하 여 신속하게 다수 분리할 수 있었다. 이들 균주들의 효소 활성 또한 색소기질법을 이 용하여 쉽게 측정할 수 있는 시스템을 개발하였다.

 

 

[원문 파일첨부 참조]