Enhanced acidogenic fermentation of food waste (I) : Effect of seed inoculation

음식물쓰레기를 처리하는 산발효조의 효율 향상 연구(I) : 식종균의 효과

Food waste is the main source of decay, odors and leachate in collection, transportation and landfill due to the high volatile solids (VS) and moisture content. Acidogenic fermentation of food waste is affected by the fermentation constraints including the biodegradability of substrate and the degrading capability of microorganisms. The biodegradability of food waste is mainly related to cellulosic materials, which are hardly degraded and comprise about 50% of food waste. The efficient and economical method of improving hydrolysis is, therefore, to apply microorganisms with increased cellulose-degrading capability. In this experiment, rumen microorganisms were inoculated to improve the low efficiency of acidogenic fermentation, and then compared with that of mesophilic acidogens. The fermentation of food waste in a leaching bed reactor employing rumen microorganisms resulted in the enhanced acidification (71.2% at $3.0d^{-1}$), which was higher than that (59.8% at $4.5d^{-1}$) employing mesophilic acidogens. This indicated that Rumen microorganisms had an enhanced waste-degrading capability.

음식물쓰레기는 높은 함수율과 VS(volatile solids) 함량으로 인해 수거, 운반 및 매립에 있어서 부패, 악취, 침출수 등의 주요 원인이 되고 있다. 음식물쓰레기의 산발효는 기질의 생분해도와 식종균의 분해능력과 같은 발효제한요소에 의해서 영향을 받는데, 음식물쓰레기의 생분해도는 잘 분해되지 않으며 전체 양의 약 50%를 차지하는 셀룰로우스 성분(야채류)과 깊은 연관이 있다. 이에 대한 효과적이면서도 경제적인 방법은 셀룰로우스의 분해능력이 뛰어난 미생물을 식종하는 것으로, 본 연구에서는 루멘미생물을 이용하여 산발효의 낮은 효율을 향상시키려 하였으며 그 값을 중온 산발효균과 비교하였다. Leaching bed 반응조에 루멘미생물을 식종했을 때의 산발효 효율은 희석율 $3.0d^{-1}$에서 71.2%의 최대값을 얻었으며, 한편 중온 산발효균을 식종하였을 때는 희석율 $4.5d^{-1}$에서 59.8%의 최대값을 얻었다. 이는 루멘미생물의 음식물쓰레기 분해능력이 보다 뛰어남을 보여주는 것이다.