국가적 과제인 음식물쓰레기 발생량을 저감시킬 수 있는 ‘지렁이를 이용한 음식물쓰레기 퇴비화’를 실천하고 있는 가정을 대상으로 설문조사를 함으로써 도시가정에서의 지렁이퇴비화 확산가능성을 확인할 수 있었다. 그러나 지렁이 사육방법에 대해 충분히 숙지하지 못함으로써 운영상에 어려움이 많았으며, 이에 대한 개선책으로서 일반인을 위한 지렁이퇴비화 지침서 제작.배포 및 상호간의 정보공유를 위한 장의 마련이 필요하였다.
하수슬러지와 음식물 침출수슬러지 또는 제지슬러지를 혼합하여 부숙시킨 후 줄지렁이에게 급이하면서 지렁이의 섭식률 및 생장률을 조사하였다. 하수슬러지에 음식물쓰레기 침출수슬러지를 혼합하여 30일 부숙시킨 것에 대한 지렁이 개체군의 섭식량은 10, 20일 부숙시킨 것에 대한 섭식량보다 높았다. 그러나 부숙기간에 상관없이 먹이 급이 90일 경과 후 지렁이 개체군의 밀도는 감소하였고, 먹이급이 180일 경과 후 지렁이 개체군의 연령구성에서 성충의 비율이 현저하게 높은 것으로 보아 하수슬러지에 음식물쓰레기 침출수슬러지를 혼합하여 부숙시켜 전처리된 먹이는 지렁이 개체군의 차세대로의 성장을 저해하는 것으로 나타났다. 하수슬러지에 제지슬러지를 혼합하여 20일 부숙시킨 것에 대한 지렁이 개체군의 섭식량 및 밀도는 10, 30일 부숙시킨 것보다 높게 나타났다. 부숙기간에 상관없이 먹이급이 90일까지는 지렁이 개체군의 밀도가 증가하였으나, 먹이급이 90일 이후부터 감소하였다. 따라서 하수슬러지를 장기간 급이시 발생하는 밀도 감소에 기인하는 하수슬러지 내 독성물질의 규명 및 이를 제거하는 다른 전처리과정이 필요한 것으로 생각된다. 한편, 줄지렁이 개체군의 밀도, 유충 및 성충의 비율, 섭식량 등을 고려하였을 때, 하수슬러지와 제지슬러지를 혼합하여 20일 부숙시킨 것이 다른 전처리 먹이보다 지렁이퇴비화 가능성이 높은 것으로 판단된다.
본 연구는 하수슬러지 지렁이 퇴비화 장치 개발을 목적으로 재래식 지렁이 이용기술의 문제점 개선 및 지렁이 생리 생태를 이용하여 제작된 소규모 지렁이 퇴비화 장치의 성능평가을 통한 현장 적용 가능한 장치 설계 및 운영지표 설정을 위한 실험 결과 실험장치 성능평가에서는 하수슬러지 급이시 입자크기와 먹이 공급 층의 높이가 각각 5mm 크기와 10cm 두께로 급이 할 때 처리율이 가장 높았으며, 지렁이 적정 밀도는 20~25kg${\cdot}$지렁이/50kg${\cdot}$하수슬러지로 나타났다. 또한 분변토 분리효율은 지렁이 사육상 높이를 80cm으로 운영했을 때 분리효율이 가장 높게 나타났으며, 일 2톤의 하수슬러지 처리가 가능한 $5{\times}3{\times}1m$ 크기의 지렁이 퇴비화 장치 설계가 가능하였다.
여러 가지 방법으로 전처리된 느타리 버섯 폐배지에 대한 줄지렁이 개체군의 섭식률 및 생장률을 조사하였다. 갓 발생한 버섯폐배지의 부숙기간을 달리하여 지렁이에게 급이하였을 경우, 20일 이상 부숙된 버섯 폐배지보다 10일 이하로 부숙된 버섯 폐배지에 대한 지렁이 개체군의 섭식량 및 생장률이 높았다. 분변토를 첨가한 버섯폐배지나 질소영양원으로서 요소비료를 첨가하여 부숙한 버섯폐배지는 지렁이 개체군의 섭식률과 생장률을 증대시키지 못하는 것으로 나타났다. 그러나 버섯폐배지를 분쇄하여 공급하였을 경우에는 섭식량 및 생장률이 증가하였다. 특히 분쇄된 버섯폐배지에 미강을 첨가하였을 경우에는 분쇄하지 않은 단순 버섯폐배지보다 생장률이 1.85배 증가하였다.
전체 유기성폐기물 가운데 약 30%가량을 차지하는 음식물쓰레기는 높은 염분과 함수율로 인해 적정 처리 방안의 부재라는 상황에서 기존의 처리방법들에 비해 보다 환경친화적인 지렁이를 이용한 퇴비화 방안은 최근 들어 관심이 집중되고 있다. 그러나 지렁이 이용기술은 도입초기의 운영방법 및 기술이 현재에도 적용되고 있으며 자료부족과 경험부족으로 인해 효율성이 떨어진다고 볼 수 있다. 지렁이를 이용한 음식물쓰레기 자원화 단계에서 높은 수분, 염분, 그리고 유기물 함량은 지렁이의 생육에 큰 저해 원인이 되는 것으로 알려지고 있으며, 이러한 영향을 최소화하기 위하여 전처리 단계에서 가능한 한 수분의 양을 줄이고 유기물을 1차적으로 분해하여 이용하도록 유도하고 있다. 본 연구에서는 지렁이를 이용한 음식물쓰레기 자원화에 있어 음식물쓰레기의 염분농도와 급이되는 음식물쓰레기의 부숙정도 그리고 혼합비에 따른 지렁이의 영향정도를 관찰하기 위하여 실시되었다. 실험 결과, 지렁이 생육과 관련된 최적의 함수율은 약 55%로 한계 염분 농도는 0.5%로 조사되었다. 음식물쓰레기의 높은 염분농도와 유기물 분해에 따른 발열 및 유기산 생성등의 부하를 줄이기 위한 분변토와의 혼합은 필수적 이었으며, 유기물 감량이 목적인 부숙과정은 결과적으로 음식물쓰레기의 염분농도를 증가 시키는 것으로 조사되었다. 따라서 가급적 부숙과정은 피하고 분변토와의 적절한 혼합을 통한 유기물감량이 요구되며, 결과적으로 음식물쓰레기와 분변토와의 혼합비는 모든 조건등을 고려했을 때 부숙되지 않은 음식물쓰레기와 분변토와의 3:7 혼합비가 가장 적절하다고 사료된다.
In this research, food waste source reduction model for apartment was investigated. In spite of prohibition of direct landfill of food waste and continuous efforts made by government and local government, food waste production increases steadily. Recycling ratio of the food waste increases every year, but its products have many problems like low quality, stability, salt, odor etc. Household occupies 63.3% of whole food waste production and this is subject to be a key factor to control food waste. We surveyed S apartment in Kwangju city as a model case, in which administrative office and women's association adopted clean plate eating, separation of raw food waste and earth worm composting as a series of method for source reduction and recycling inside the apartment. With the help of residents' participation and practice, food waste production decreased 15.6% from 0.31 g/capita/day in 2007 to 0.26 g/capita/day in 2009 (domestic average 0.30 g/capita/day). Separation of raw food waste and its composting using earth worm were very effective, and were subject to resolve the problems of present food waste treatment technologies. And earth worm composting was very useful in environmental, economical, societal and educational aspects. Instead of economical incentive, educational programs about food value, environmental problem and critical method for food waste separation were more effective for promotion of source reduction. From the analyses on the process and success factors in this model, we could conclude that leader's role was one of the key factors for the settlement of source reduction, and that was to understand the seriousness of the food waste and to seek solution, to test techniques, and to practice by oneself. Furthermore, networking and collaboration among residents, local government, NGO and local press promoted residents' participation, and it was through various education and investigation. Finally, source reduction and self recycling model of food waste in the apartment, that applies separating raw food waste and earth worm composting based on the collaboration among residents, local government, NGO, and local press, should be disseminated, and environmental policy also should be changed to make it possible.
본 연구는 느타리버섯 재배에 있어서 유기성폐기물의 일종인 남은 음식물을 대체배지로 이용할 수 있는지에 대한 가능성을 알아보기 위한 연구였다. 남은 음식물 배지를 이용시 문제점으로 지적되고 있는 수분 조절 및 배지 내 압밀현상 극복을 위해 지렁이 분변토를 첨가하여 그 효과를 검토하였다. 느타리버섯 주요 6 균주의 품종별 균사 생장 능력을 조사한 결과, 장안5호(PL. 6) 품종을 제외하면, 모든 품종에서 관행적으로 이용되고 있는 배지에 비해 음식물 배지에서의 초기 균사 생장이 미약한 것으로 나타났다. 또한, 남은 음식물의 수분조절을 위해 분변토를 첨가하여 퇴비화한 배지에서 생장한 결과 최적 분변토 혼합비율은 30%로 나타났다. 또한, 가장 생육이 우수한 장안5호(PL. 6)의 경우 남은 음식물 배지에서의 균사 생장 속도는 113mm/15day로 나타나 일반적인 느타리버섯 생육과 유사한 결과를 보였다. 남은 음식물에 분변토를 30% 첨가한 후 발효시켜 제작한 배지에서 재배한 장안5호(PL. 6)의 초발이 일수는 13일로 일반 비트펄프를 활용한 배지보다 2배 이상 길었으나, 자실체 갓의 크기는 20.5%, 자실체의 대 길이는 6.2% 더욱 커지는 것을 확인할 수 있었으며, 총 수확량에서 60.5% 이상 증가하는 것으로 확인하였다. 또한, 남은 음식물 배지를 이용하여 생산한 느타리버섯의 영양성분 분석결과 일반 비트펄프 재배 느타리버섯보다 단백질은 70.6%, 비타민 A는 2.4%, 비타민 E는 0.8% 증가하였고, 지방은 12.6% 낮게 분석되었으며, 지방산중 올레산의 함량이 미량 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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