Abstract
In order to elevate the efficiency of methane fermentation using the paper mill sludge, this experiment was conducted at two temperature conditions($35^{\circ}C$ and $60^{\circ}C$), and overlooked the addition effects of ethyl acetate as a substrate, nickel as a constituent of $F_430$, and sulfur as a cell growth factor and reductant. The cellulose of paper mill sludge was degraded to lower molecular materials by heating at $60^{\circ}C$ and NaOH treatment. Methane forming rates were 4.8% from NaOH-treated paper mill sludge added with ethyl acetate, 16.5% with sodium sulfide, 19.8% with nickel trioxide, 31.9% with mixture, and 9.6% with control at $60^{\circ}C$, but 0.21% with ethyl acetate, 2.14% with nickel acetate, 3.02% with nickel sulfate, 3.34% with nickel trioxide and 0.62% with control at $35^{\circ}C$. Therefore, methane yield was increased by approximately 10-fold at $60^{\circ}C$ than $35^{\circ}C$, and fermentation liquid added with mixture(nickel trioxide+ethyl acetate+sodium sulfide) at $60^{\circ}C$ showed the medium pH(7.0), higher COD value and lower nitrogen content.
제지슬러지의 메탄발효 효율을 높이기 위하여, 본 연구에서는 중온($35^{\circ}C$)과 고온($60^{\circ}C$) 메탄발효를 실시하였으며, 발효 촉진제로 기질(ethyl acetate), $F_{430}$의 구성성분(nickel), 생육인자 및 환원제(sulfur) 등의 화합물을 첨가한 후 메탄 생성 효율을 비교 조사하였다. 1. 제지슬러지를 단순히 $60^{\circ}C$로 가열해 주어도 섬유소가 분해됨을 간접적으로 확인하였으며, pH를 교정하기 위한 NaOH처리로 그 효과가 더 큰 것으로 나타났다. 2. 중온($35^{\circ}C$) 메탄발효 가스중 40%의 메탄함량을 나타낸 처리구는 nickel trioxide(5일), nickel sulfate(10일), nickel acetate(15일) 순 이었다. 3. 중온에서의 메탄생성 효율은 대조구(0.62%), ethyl acetate(0.21%), nickel acetate(2.14%), nickel sulfate(3.02%), nickel trioxide(3.34%)로 대조구에 비하여 최고 5.4배까지 증가하였으며, nickel화합물에서는 acetate< sulfate< trioxide의 순으로 메탄발효를 촉진하였다. 4. 고온 메탄발효 가스중 40%의 메탄함량을 나타낸 처리구는 nickel trioxide(3일), 혼합(5일), sodium sulfide(6일), 대조구(10일)의 순이었다. 5. 고온에서의 메탄생성 효율은 대조구(9.6%), ethyl acetate(4.8%), sodium sulfide(16.5%), nickel trioxide(19.8%), 혼합(31.9%) 처리구순으로 대조구에 비하여 최고 3.32배의 보다 높은 효율을 보여 주었으며, 중온 보다는 약 10배의 높은 효율을 나타내었다. 6. 중온과 고온 메탄발효후 pH는 메탄발효가 잘 진행된 발효조는 7.0($60^{\circ}C$, 혼합처리구)이었으나, 진행되지 못한 발효조($35^{\circ}C$, ethyl acetate)에서는 5.4로 나타났다. 7. 메탄발효폐액의 특성은 메탄발효가 잘 진행된 폐액의 COD 값이 컸으며, 전질소 함량은 낮았고, pH는 중성을 유지하였다.
(Dept. of Agricultural Chemistry, Coll of Agriculture, Chungnam Nat'l Univ)
;