Treatment of Food Garbage Using a Treatment Reactor and Microbial Consortium

Disposal of food garbage in most large cities is very troublesome task. To date, microbiological treatment has been received an attention as a garbage decomposition process. In this study, the inoculation effect of some cellulase, amylase and protease-producing bacteria and photosynthetic bacteria on food garbage treatment was examined. They were added into a treatment reactor specially designed in this study together with food garbage and incubated in various conditions for 15 days and the removals of food garbage and foul smell produced during the treatment were analyzed. Average decomposition percentages of the inoculated food garbage in treatment reactor were 11 and 18.8% under intermittent aeration (once in a day) and continuous aeration conditions (2 L/min), respectively, and these were higher than removal percentages in the corresponding uninoculated reactors,3.4 and 13.8%. Optimal pH and temperature for food garbage decomposition by inoculated bacteria were pH 7.0 and $30^{\circ}C$. Maximal decomposition percentage in the inoculated food garbage was 35% under the optimal condition (pH 7, $30^{\circ}C$, and continuous aeration). The malodor compounds generated from food garbage treatment such as complex foul smell and sulfur compounds were effectively reduced about 84% and 25.5%, respectively, with a biofilter composed of purple nonsulfur bacteria trapped in sponge. This decomposing capability of food garbage by these bacteria can be utilized for the rapid and efficient treatment of food garbage.

발효소멸기를 이용한 음식물 쓰레기의 감량 및 악취제거

음식물쓰레기의 효과적인 처리를 위해 발효소멸기를 제작하고 유기물 분해능이 우수한 균주들을 접종하여 음식물쓰레기의 감량과 악취제거능을 조사하였다. 먼저 Bacillus subtilis (cellulase 생성), Bacillus cereus (amylase 생성), Sphingobacterium faecium (protease 생성)를 분리하여 효소의 활성을 조사한 결과 각각 최대 153, 219, 412 unit/ml의 우수한 활성을 나타냈다. 미생물에 의한 음식물쓰레기의 처리효과를 확인하기 위해 먼저 간헐적 통기시의 감량효율을 검토한 결과 15일 후 접종시료가 약 11%, 비접종시료가 3.4%의 분해율을 나타내었다. 간헐전 통기시 pH가 급격히 낮아지면서 처리효율이 낮아지는 문제를 해결하기 위해 지속적으로 통기시키면서 음식물 쓰레기 처리 효율을 측정한 결과 간헐적 통기에서의 처리 효율에 비해 약 10% 정도 분해율이 증가했고, 교반기 내부의 pH가 5$\sim$7 수준에서 유지되었다. 음식물 쓰레기 처리에 가장 적합한 조건을 찾기 위해 pH와 온도를 조절하면서 분해효율을 조사한 결과 pH 7, $30^{\circ}C$에서 15일 후 가장 우수한 35%의 분해효율을 나타냈다. 한편 음식물 쓰레기가 분해되면서 발생하는 악취를 저감시키기 위해 biofilter를 제작, 장착함으로써 제어하고자 하였다. 황 화합물을 산화시키는 홍색비유황세균을 함유한 biofilter를 장착함으로써 5$\sim$6배 정도로 복합악취를 저감시킬 수 있었으며, 악취 원인물질 중 중요한 황 화합물인 methylmercaptan은 213 ${\mu}g/L$에서 158.6 ${\mu}g/L$으로, hydrogen sulfide 또한 2473.8 ${\mu}g/L$에서 1262 ${\mu}g/L$로 크게 감소하였다. 이 연구 결과는 음식물쓰레기의 효율적인 처리 및 악취제거에 기여할 수 있을 것으로 판단되며, 음식물쓰레기 처리에 이용할 수 있는 미생물자원의 확보 측면에서도 큰 의의가 있다고 할 수 있다.