• 제목/요약/키워드: Slurry pH

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Degradation of Lignocelluloses in Rice Straw by BMC-9, a Composite Microbial System

  • Zhao, Hongyan;Yu, Hairu;Yuan, Xufeng;Piao, Renzhe;Li, Hulin;Wang, Xiaofen;Cui, Zongjun
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제24권5호
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    • pp.585-591
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    • 2014
  • To evaluate the potential utility of pretreatment of raw biomass with a complex microbial system, we investigated the degradation of rice straw by BMC-9, a lignocellulose decomposition strain obtained from a biogas slurry compost environment. The degradation characteristics and corresponding changes in the bacterial community were assessed. The results showed that rapid degradation occurred from day 0 to day 9, with a peak total biomass bacterium concentration of $3.3{\times}10^8$ copies/ml on day 1. The pH of the fermentation broth declined initially and then increased, and the mass of rice straw decreased steadily. The highest concentrations of volatile fatty acid contents (0.291 mg/l lactic acid, 0.31 mg/l formic acid, 1.93 mg/l acetic acid, and 0.73 mg/l propionic acid) as well as the highest xylanse activity (1.79 U/ml) and carboxymethyl cellulase activity (0.37 U/ml) occurred on day 9. The greatest diversity among the microbial community also occurred on day 9, with the presence of bacteria belonging to Clostridium sp., Bacillus sp., and Geobacillus sp. Together, our results indicate that BMC-9 has a strong ability to rapidly degrade the lignocelluloses of rice straw under relatively inexpensive conditions, and the optimum fermentation time is 9 days.

가축분뇨 슬러리 액비 부숙 조건별 특성비교 (Comparison of Liquid Composting Efficiency using Liquid Pig Manure in Different Condition)

  • 정광용;조남준;정이근
    • 한국환경농학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.301-305
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    • 1998
  • 본 연구는 농가에서 사용하는 저류조, 연속 폭기조, 혐기성 정치식, 혐기성 교반식의 4가지 형태의 부숙조를 이용하여 액상 가축분 퇴비 부숙효율을 평가하기 위하여 수행하였다. 호기성 폭기조는 BOD 및 악취 제거율에서 혐기성 부숙방법보다 우수하였다. 반면에 질소는 초기농도의 47%가 손실되어 혐기성 부숙방법보다 심한 편이었다. 혐기성 부숙방법중 교반식과 정치식간에는 큰 차이는 인정되지 않았다. 그러나 혐기성 교반식이 정치식보다 대장균 제거율, 악취제거율은 더 높았으며, 질소 손실율은 더 낮게 나타났다. 농가에서 사용하는 저류조 형태의 부숙조는 혐기 또는 호기성 처리 방법보다 BOD, 대장균, 악취제거율등이 낮았다. 각 개별요인들의 효율을 종합 평가한 결과 액비 부숙효율은 혐기성 교반조>호기성 폭기조>무교반 혐기성조>저류조 순으로 높았다.

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STUDY OF SYNTHESIS, MATTER S PROPERTIES AND APPLICATION OF MICA/TIA$_2$/SIO$_2$PIGMENT IN COSMETICS AREA

  • Ju, Namgung;Lee, Dong-Kyu
    • 대한화장품학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.51-58
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    • 1998
  • Generally pigment differs from dye stuff because it cannot be melted in water but also because it is stable physically and chemically. In this study you will discover the function, properties and effects of Micai-TiO$_2$-SiO$_2$pigment as abase material pigment. But until now used Mica of the base material is about 7-l5${\mu}{\textrm}{m}$ with an average diameters of 15${\mu}{\textrm}{m}$. A new characteristic superficial pigment was obtained from covering the TiO$_2$ and SiO$_2$ with the adsorption result of isoelectric point of a Mica flake, TiO$_2$ and SiO$_2$In the composition reaction study of adsorption was done as well as the physical characteristics of the superficial texture of the obtained material. L,a,b of color change as oil was absorbed, optical nature and change of reflection according to direct and diffused reflection. In the composition of Mica slurry the best result obtained was in a solution with pH 2.0 to 2.3. Following this result, we can come to the idea that electrical attraction was done during the change of electrical charge of the Mica and TiO$_2$ deposit. Also this pigment shows a big scale between the direct reflection and diffused reflection light. Using this characteristic in cosmetic, it was obtained a natural but a contrast between light and shadow making possible a sculptured make-up. Color change due to oil adsorption was insignificant which improved the last of make up.

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점토광물(粘土鑛物)에 의한 Trifluralin의 흡착(吸着) 및 활성변화(活性変化) (Adsorption and Activity Changes of Trifluralin by Clay Minerals)

  • 이정재;최정
    • Current Research on Agriculture and Life Sciences
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    • 제2권
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    • pp.63-67
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    • 1984
  • Kaolinite, Zeolite 및 Montmorillonite에 Trifluralin을 첨가(添加)하여 흡착실험(吸着實驗)을 행하고 대맥(大麥)을 사용(使用)하여 점토(粘土) 현탁액중(懸濁液中)에서의 Trifluralin의 활성변화(活性變化)를 조사(調査)하였다 Trifluralin의 흡착량(吸着量)은 Montmorillonite>Zeolite>Kaolinite의 순서(順序)이었으며 점토량(粘土量)이 많아질수록 흡착량(吸着量)은 증가(增加)되었으나, 단위(單位) 중량당(重量當) 흡착량(吸着量)은 감소(減少)하였다. Trifluralin의 농도(濃度)가 높을수록 흡착량(吸着量)은 증가(增加)하였으며 각(各) 농도(濃度)에서 Montmorillonite가 가장 높은 Kd치(値)를 나타냈다. Trifluralin은 현탁액(懸濁液)의 pH변화(變化)에도 불구하고 흡착량(吸着量)의 차이(差異)는 없었다. 이는 점토(粘土) 표면(表面)에 Trifluralin이 물리적(物理的)인 힘에 의해서 흡착(吸着)된 것이라 판단(判斷)되었다. Trifluralin의 농도(濃度)가 증가(增加)함에 따라 대맥(大麥)의 생육(生育)은 조해(阻害)되었으나 점토광물(粘土鑛物)의 첨가(添加)로 대맥(大麥)의 생육조해율(生育阻害率)은 약간 감소(減少)되었다.

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Galactose에 순치한 Saccharomyces cerevisiae를 이용하여 꼬시래기(Gracilaria verrucosa)로부터 바이오에탄올 생산 (Bioethanol Production from Gracilaria verrucosa Using Saccharomyces cerevisiae with Adaptive Evolution)

  • 양지원;박유림;정귀택;김성구
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제49권1호
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    • pp.88-94
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    • 2021
  • 해조류 중 홍조류인 꼬시래기(G. verrucosa)로부터 효모를 이용한 발효를 위해 열산가수분해, 효소당화 및 에탄올 발효수율 향상을 검토하고, 기존의 혼합당의 흡수효율을 높이기 위해 고농도 당 순치를 수행하였다. 열산가수분해는 200 mM 황산(H2SO4)을 이용하여 10% (w/v)의 꼬시래기(G. verrucosa)의 슬러리, 130℃의 온도에서 60분 동안 열산가수분해를 수행하였다. 또한 wild type 효모와 고농도 galactose에 순치(adaptive evolution)된 효모를 이용한 발효를 실시한 결과, wild type 효모의 경우 발효 144시간에 8.5 g/l 에탄올 발효로 에탄올수율계수 YEtOH = 0.19와 galactose에 순치된 효모의 경우 21.5 g/l 에탄올 발효로 에탄올수율계수 YEtOH = 0.50을 나타내었다. 이러한 연구결과는 해양 바이오매스인 해조류로부터 바이오 연료의 효율적인 생산방법을 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

양돈농가의 돈분뇨 액비화 처리 우수사례 실태조사 (A Case Study on the Effective Liquid Manure Treatment System in Pig Farms)

  • 김수량;전상준;홍인기;김동균;이명규
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.99-110
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    • 2012
  • 본 연구에서 조사된 일부 선도적인 양돈농가에서는 설치 운영하는 호기적 액상발효 공정은 대부분의 농가가 공정별 설계인자 및 물리 화학적인 성분변화의 특성보다는 경험적인 운영을 토대로 액비를 생산하고 있는 것을 알 수 있었다. 김 등의 조사연구에 따르면 가축분뇨의 발생단계인 분뇨수거방식은 현재 국내 돈사의 70% 이상이 슬러리 형태로 분뇨가 배출되고 있는 것으로 보고되고 있다. 양돈분뇨의 수거방식과 배출형태가 대부분 슬러리라는 사실은 양돈분뇨의 적정처리에 의한 환경오염 차단과 자원화 이용과정에 적용될 각종 공법 및 시스템 적용이 돈사 슬러리부터 집중 관리해야 함을 시사한다. 이처럼 가축분뇨 액비화의 적정처리에 있어서는 발생단계 뿐만 아니라 액비가 토양에 환원되기 직전까지의 모든 과정이 전반적으로 고려되어야 한다. 본 연구의 조사대상 농가의 가축분뇨 액비화 운영에 있어서 핵심적으로 구분 할 수 있는 단계를 주요사항 별로 구분하여 Table 8에 나타내었다. 가축분뇨 액비화 처리에 있어서 고액분리 단계의 경우 고액분리 방식과 효율에 따라 BOD (생물학적산소요구량), COD (화학적산소요구량), VFA (휘발성지방산) 등의 제거율의 차이가 있는 것으로 보고되고 있으며, 이는 후단공정 즉 주발효조에서의 공기주입량의 산정, 공기공급방식, 발효기간 및 2차 발효 등 운영방식 결정에 주요한 요인이 될 수 있다. 이와 같이 액비가 생산되어 토양에 환원되기까지의 과정은 각각의 주요한 요소들이 유기적으로 연계되어 있으며, 농가 현장을 방문조사하고, 생산되는 액비를 비교 분석한 결과 액비화 공정에 있어서 필수적인 핵심적 단계를 도출 할 수 있었다. 이에 대한 주요내용은 다음과 같다. 1. 돈사 슬러리 관리 단계 돈사 슬러리는 혐기부패를 최대한 방지하며, 주요 악취물질인 $H_2S$, $NH_4$, VFAs의 생성을 억제하여야 한다. 돈사환경을 개선하기 위한 방법으로서는 부숙이 완전히 완료되어 유용미생물이 활성화된 액비를 돈사 세척수로 이용하거나, 슬러리 피트에 일부 투입하여 단순 저장일수를 처리일수로의 개념적 전환이 필요하다. 2. 고액분리 단계 일반적으로 BOD의 주요원인인 고농도의 유기물질은 대부분 분뇨의 고형성분에 포함되어 있기 때문에 물리적 처리공정인 고액분리 단계에서 최대한으로 제거하여 후단공정인 주발효조의 부하를 최소화 시킨다. 3. 발효처리-공기공급 단계 축산농가 마다 사료의 종류나 관리방법 등이 각기 다르므로 배출되는 슬러리의 성상을 파악하여 물질수지와 처리일수에 기초한 발효조 용량과 공기주입량의 산정이 필요하다. 또한 공기확산 및 막힘현상을 고려한 자동제어 장치나 발효조의 상태를 감시 제어하기 위한 인자로서 pH 및 산화환원전위 등을 실시간으로 모니터링 하는 것이 중요하다. 4. 발효처리-미생물, 반송 단계 일반점검 (온도, pH, 용존산소, 산화환원전위, 전기전도도 등)과 정밀점검 (BOD, COD, VFAs, SS, N, P 등)의 주기적인 점검을 통하여 미생물 생장에 알맞은 유입농도와 반송량을 결정하고 농가환경에 맞는 발효조 운전방식을 확립 할 필요가 있다. 5. 후숙처리-최종액비 단계 후숙조에서는 공기과잉 투입으로 인한 질소성분의 손실을 방지하고, 유용미생물을 이용하여 토양환원에 적합한 액비를 제조한다. 가스발생에 의한 작물생육 피해를 방지할 수 있는 액비 안정화 운전기술을 확립하고, 살포시기를 대응하여 액비의 유 출입을 집중적으로 관리한다. 6. 액비유통센터 연계-농지환원 단계 제조된 액비는 액비유통센터에 위탁하여 살포하는 체계를 확립하고, 악취 민원의 발생을 최대한 억제한다. 액비유통센터는 철저한 년 중 살포프로그램을 운영하여 원활한 살포조직 체제를 구성하는 것이 중요하다. 축산농가에서 가축분뇨 관리방법은 축사의 입지, 주변 환경 및 각종 환경규제 등 여러가지 여건에 따라 각기 다르며, 다수의 축산농가가 특정한 처리방법을 동일하게 적용하는 것은 현실적으로 불가능하다. 따라서 본 연구에서 분석된 각 농가의 액비 성상 등은 여러 가지 환경적 요소가 복합적으로 작용하고 있으며, 조사농가 중 일부는 발효과정 중에 있는 액비를 채취하였으므로, 분석결과를 해석하여 가축분뇨 운영관리를 총체적으로 판단하는 것은 다소 무리가 있다. 추후에는 각 공정에 대해 유입되는 슬러리원수에서부터 처리가 완료되는 단계까지의 과정을 일괄적으로 분석하여, 유입 유출농도, 수리학적 체류시간 등 공학적 요소 및 이에 따른 경제성 평가 등을 세밀하게 연구할 필요성이 있다. 이밖에도 가축분뇨의 중요한 관리부분인 병원성미생물과 관련된 위해성 분분을 고려하지 않을 수 없다. 가축분뇨에는 인간에게 직접적인 영향을 미칠 수 있는 Escherichia coli, Campylobacter, salmonella, Listeria 등 다양한 병원성 세균이 발견된다. 최근 전국적으로 발생된 구제역 사태는 우리나라 축산업 자체에 큰 타격을 주었을 뿐만 아니라, 사회 경제적으로도 막대한 손실을 가져왔다. 이 사건을 계기로 국내 축산기반의 전면적 재정비가 불가피하게 되었음은 물론 가축 분뇨에서 유래한 병원성 미생물 및 바이러스 등의 근원적 대처방법 개선과 가축분뇨의 위생적 처리에 대한 안전관리가 시급한 현안이 되었다. 따라서 안전한 경축순환의 액비유통 관리 체계 구축을 위해서는 병원성 미생물, 바이러스 등과 같은 위해요소를 억제 할 수 있는 액비화 처리기술의 표준화 공정 개발 또한 필요하다.

수열특성 및 기계적 안정성의 개선으로 슬러리상 CSTR에 적합한 P 첨가 알루미나 기반의 Fischer-Tropsch 합성용 코발트 촉매 (Phosphorus Modified Co/Al2O3 Fischer-Tropsch Catalyst for a Slurry Phase CSTR with Enhanced Hydrothermal and Mechanical Stability)

  • 정규인;하경수;박선주;김두일;우민희;전기원;배종욱;강용
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권2호
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    • pp.229-237
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    • 2012
  • Fischer-Tropsch 합성용 Co/$Al_2O_3$ 촉매에서 알루미나 지지체에 인산 용액으로 알루미나 표면을 개질하여 촉매적 활성은 물론이고, 기계적 강도와 수열 안정성을 개선하였다. FT-IR과 같은 촉매 표면 분석법을 통하여 P 첨가로 알루미나 표면에 $AlPO_4$ 상이 생성되어 촉매인 코발트와 지지체인 알루미나 사이의 상호작용이 약화되어 촉매의 환원도가 높아졌음을 보였다. 이에 따른 촉매성능을 평가하기 위하여 $C_{5+}$ productivity와 turnover frequency를 계산하였다. 또한, 2 wt.% P 첨가 알루미나를 대상으로 지지체의 소성온도가 촉매활성에 미치는 영향도 살펴보았다. 한편, 고온 가압 하에서 물을 이용하여 P 첨가 알루미나(P-알루미나)를 지지체로 한 촉매의 수열 특성을 살펴보았으며, 실험 전후의 XRD 패턴을 분석함으로써 P 첨가 알루미나 기반 촉매가 수열 안정성이 우수하다는 것을 증명하였다. 뿐만 아니라, 촉매의 기계적 강도를 측정하기 위하여 유동화 반응기를 직접 제작하여 P-알루미나 기반 촉매의 P 함량이 증가할수록 마모도가 감소함을 확인하였다. 촉매 활성, 수열 안정성, 그리고 기계적 강도를 모두 고려하면, 알루미나에 첨가된 P의 함량이 1~2 wt.% 이고, 지지체를 $500^{\circ}C$에서 소성하여 제조한 촉매가 가장 좋은 성능을 보였다.

폐지섬유를 이용한 완효성 요소비료 시용이 벼의 생육, 수량 및 토양에 미치는 영향 (Effects of Application of Slow-Released Nitrogen Fertilizer Using Waste Paper Slurry on the Growth and Yield of Rice and Chemical Properties of Soil)

  • 백준호;김복진
    • 한국토양비료학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.114-120
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    • 2000
  • 폐지섬유를 이용한 완효성 요소비료(시제품)의 벼에 대한 실용화 가능성을 검토하기 위하여 pot시험으로 무질소구, 요소구(대조구), 시제품구 처리에 벼(일미벼)를 공시하여 생육, 엽록소 함량 및 광합성능력, 수량 및 수량구성요소, 식물체중 무기성분 함량, 질소이용율 토양의 이화학성 등을 조사하였다. 초장과 분얼수는 생육초기에 시제품구가 요소구보다 다소 증가하였으나, 생육후기에는 비슷한 경향을 보였다. 이앙 후 40일의 엽록소 함량은 시제품구에서 요소구보다 다소 높았으나, 광합성능력은 요소구보다 낮았다. 수량 및 수량구성요소는 시제품구보와 요소구간에 통계적인 유의성은 없었으나, 시제품구가 요소구보다 다소 높았다. 수확기에 식물체중 전질소함량은 시제품구가 요소구보다 정조에서는 높았으나, 짚에서는 낮았다. 수확기의 질소흡수량은 시제품구가 요소구보다 정조에서 4% 높았으나, 짚에서는 20% 낮았으며, 질소이용율은 시제품구가 요소구보다 약간 낮았다. 시험 후 토양중 전질소 함량은 시제품구가 요소구보다 낮았다.

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복합미생물제제 급여가 비육돈사의 환경개선에 미치는 영향 (Effects of Dietary Supplementation of Microbial Complex on Improvement of Environment in Finishing Pig Building)

  • 김태완;김철욱;김두환
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.171-178
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    • 2007
  • 본 연구에서는 납두균, 유산균, 효모균 등 5종의 복합미생물에 활성탄 및 쑥분말을 첨가한 복합미생물제제를 비육돈 사료에 첨가하여 급여한 후, 돈사내 유해가스 농도 변화를 조사하였다. 암모니아 농도는 밀폐형 돈사의 급여 초기에는 큰 변화가 없었지만, 급여후 넷째 주부터는 복합미생물제제를 0.1% 첨가한 처리구에서 농도가 떨어져서 시험 종료일 기준으로 대조구에 비해 처리구의 농도가 약 36% 감소되었다. 황화수소 농도는 복합미생물제제를 급여하지 않은 대조구에서는 큰 변화 없이 일정 수준을 유지하고 있으나, 복합미생물제제 급여구는 급여 후 3주째부터 대조구에 비해 상대적으로 낮은 농도를 보이고 있으며, 종료시점에서 대조구에 비해 약 14%정도 낮은 것으로 조사되었다. 비육돈사의 슬러리에서 측정한 pH는 복합미생물제제를 급여한 처리구와 비급여 대조구 사이에 큰 차이가 없으나, 처리구에서 시간이 지남에 따라 알칼리성으로 변화하였고, 총질소 함량은 대조구에 비해 처리구에서 절반 수준으로 줄어들었다. 암모니아성질소는 복합미생물제제 급여구에서 급격히 줄어듦으로써 돈사내 악취발생 감소에 기여하고 있음을 알 수 있으며, 총인 함량도 크게 감소되어 분뇨의 액비화 등으로 인한 환경오염문제 해소에도 기여할 것으로 판단된다. 이러한 비육돈에 대한 복합미생물제제의 급여 효과를 극대화하기 위해서는, 양돈장의 유해가스 및 악취 저감 효과가 가축의 건강상태, 생산단계, 분뇨관리, 환기 및 온 습도, 기압, 첨가제 상태 등 다양한 요인에 따라 달라질 수 있으므로, 철저한 사육환경관리가 선행되어야 할 것이다.

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혼합 메탄균과 반추위 섬유소 분해균 첨가가 메탄발생에 미치는 영향 (Effects of Supplementation of Mixed Methanogens and Rumen Cellulolytic Bacteria on Biochemical Methane Potential)

  • 김지애;윤영만;김창현
    • 한국토양비료학회지
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    • 제45권4호
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    • pp.515-523
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    • 2012
  • 본 연구는 메탄생성에 직접적으로 관여하는 혼합 메탄균과 셀롤로스 등의 고분자 물질의 가수분해 반응에 활성이 뛰어난 반추위 내 혐기성 섬유소분해균 중에서 대표적인 Fibrobacter succinogenes, Ruminococcus flavefaciens 및 Ruminococcus albus를 biochemical methane potential (BMP) 시험에 첨가하였을 때 메탄 발생에 미치는 영향을 조사하고자 수행되었다. BMP시험은 멸균증류수를 첨가한 control과 각각의 미생물 배양액을 첨가한 혼합 메탄균 첨가구 (M), F. succinogenes 첨가구 (FS) R. flavefaciens 첨가구 (RF), R. albus 첨가구 (RA) 및 RA+FS 혼합첨가구와 M+RA+FS 혼합 첨가구로 총 7개 처리구로 각 처리구별 3반복으로 진행되었다. 미생물 배양액의 첨가량은 식종액과 기초혐기배지 (anaerobic basic medium) 혼합액 50 mL에 1% (0.5 mL), 3% (1.5 mL) 및 5% (2.5 mL) 씩 첨가 하였고 배양을 위한 기질로는 cellulose ($2.0g\;VS\;L^{-1}$)이 이용되었다. BMP 시험을 위해 40일간 배양이 지속되었고 중온소화를 위해 $38^{\circ}C$의 배양기에서 수행되었다. 실험의 결과 총 바이오가스 및 메탄 발생량은 5% FS에서 다른 처리구와 비교하여 각각 10.4~22.7% 및 17.4~27.5% 높았다 (p<0.05). 총고형물 (TS) 분해율도 가스발생 결과와 유사하였는데, 전반적으로 FS가 높게 나타났으며, 5% FS에서 64.2%로 가장 높았다. 휘발성 고형물 (VS) 분해율은 5% FS와 5% RF가 각각 68.4 및 71.0%로 가장 높았다. BMP 종료시 배양액내 pH는 모든 처리구가 6.4이상으로 메탄발효에 큰 영향을 주지 않았음을 알 수 있었다. 결론적으로 본 실험의 결과 혐기소화에 대한 회분식 배양에서는 메탄생성단계보다는 가수분해단계에서 특히, F. succinogenes 배양액의 첨가량이 증가할수록 메탄의 생성량을 증가시킴을 알 수 있었다.