복합미생물을 이용한 폐패각 소멸 처리

방건웅; 박현; 서명희; 홍한의

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자료유형: 학술저널

저자정보: 방건웅 (한국뉴욕주립대학교) 박현 (고려대학교) 서명희 (미라클에코바이오) 홍한의 (미라클에코바이오)

저널정보: 대한환경공학회 대한환경공학회지 대한환경공학회지 제43권 제8호

발행연도: 2021.8

수록면: 578 - 590 (13page)

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목적: 우리나라는 세계적인 수산물 생산/소비국가로서 굴을 포함한 조개류도 예외는 아니다. 굴은 국내 양식산업에서 단일 품종으로는 가장 큰 비중을 차지한다. 생산량은 매년 평균 30만 톤 이상이다. 문제는 굴을 채취한 다음에 발생하는 굴 껍데기로서 28만 톤 이상에 이른다. 이 가운데 70% 정도는 재활용되고 있으나 남는 껍데기가 6만톤 이상이 되어 악취, 수질 오염 등의 심각한 환경 문제를 유발하고 있다. 이 문제를 해결하기 위하여 일부 지자체에서 미생물을 이용하는 방법을 검토하고 있으나 악취를 제거하는 수준에 머물고 있을 뿐 굴 껍데기 자체를 소멸시키지 못하고 있다. 본 연구에서는 기존의 단일종 미생물이 아닌 복합미생물을 이용하여 굴 껍데기 소멸처리 문제를 해결하고자 시도하였다.
방법: 국내에서 음식물류 폐기물 처리 장치로는 최초로 Q 마크를 받은 장비를 이용하였다. 굴 껍데기와 음식물류 폐기물을 1:1로 혼합하여 투입한 다음에 복합미생물을 이용하여 80℃의 높은 온도에서 분해 소멸 처리를 하였다. 복합미생물은 호기성 미생물 및 혐기성 미생물들을 포함하는 다양한 토양 미생물들이 하나의 활성화된 공생 관계의 생태계를 이루도록 제조하여 강력한 분해 상승효과가 얻어지도록 하였다.
결과 및 토의 : 실험 결과 음식물류 폐기물에서 오는 유기성분을 분해하려면 최소 48시간 이상 처리하여야 하는 것으로 나타났으며 유기성분이 분해된 다음 굴 껍질이 조각 형태로 남는 것으로 나타났다. 처리된 시료의 주성분은 탄산칼슘으로서 아라고나이트와 캘사이트로 확인되었다. 복합미생물의 구성을 분석한 결과 초기에는 주로 Firmicutes이었으나 실험 시작 29시간 후에는 Proteobacteria가 절반을 차지하였고, 77시간이 지나면서 Firmicutes A로 바뀌었다. 72시간 만에 유기성 성분은 모두 분해되고 투입 중량 대비 10% 이하로 감소되었다. 음식물쓰레기중 유기성분을 분해하기 위해서는 최소 48시간 이상의 처리가 필요하며, 유기성분이 분해된 후 굴 껍질이 미세한 입자로 변하는 것으로 나타났다. 입자의 주성분은 탄산칼슘으로서 아라고나이트와 방해석으로 확인되었다.
결론: 패각의 주성분이 탄산칼슘이고 탄산칼슘이 생석회와 이산화탄소로 분해되는 온도가 약 800℃임을 감안할 때, 패각의 중량 감소 결과는 기존의 열분해 기전으로 설명하기 어렵다. 복합미생물에 의한 새로운 패각 분해 기전에 대한 탐색이 필요하다.

Objectives : Korea is a global aquatic product producer/consumer country, and shellfish including oysters are no exception. Oysters occupy the largest proportion as a single variety in the domestic aquaculture industry. The production volume reaches an average of more than 300,000 tons per year. The oyster shells left after harvesting oyster is reaching over 280,000 tons/yr. About 70 % of these are recycled, but the remaining shells which are over 60,000 tons, causing serious environmental problems such as odor and water pollution. In order to solve this problem, some local governments investigated the possibility of applying microorganisms, but it was effective only to remove odors and it was not possible to decompose the oyster shell itself. In this study, an attempt was made to solve the problem of waste shell decomposition by using multi-complex microorganisms rather than microorganisms composed of a few species.
Methods : As a waste food extinction facility in Korea, the first certified Q mark equipment was used. After mixing oyster shells and food wastes in a 1:1 ratio, they were subjected to decomposition and extinction treatment at a high temperature of 80 ℃ using multi-complex microorganisms. Multi-complex microorganisms are composed of various soil microorganisms, including aerobic and anaerobic microorganisms. They are in an activated ecosystem by forming a symbiotic relationship to obtain a strong decomposition synergistic effect.
Results and Discussion : The composition of complex microorganisms was mainly Firmicutes at the beginning, but Proteobacteria accounted for a half after 29 hours from the start of the experiment, and after 77 hours, it was shifted to Firmicutes A. All-organic components were decomposed within 72 hours, and the shell was changed to a powder form, and the total weight was reduced to less than 10% of the input total weight. It was found that treatment for at least 48 hours was required to decompose organic components from food waste, and after the organic components were decomposed, oyster shells were transformed into fine particles. The main components of the particles were calcium carbonate, which was identified as Aragonite and Calcite.
Conclusions : Considering that the main component of the shell is calcium carbonate, and the temperature at which calcium carbonate is decomposed into quicklime and carbon dioxide is around 800 ℃, the result of weight loss of the shell is difficult to explain with the existing thermal decomposition mechanism. It is necessary to explore further a new possible mechanism of shell decomposition by complex microorganisms.

#Multi-complex Microorganisms #Oyster Shell #Decompose #복합미생물 #굴 껍데기 #소멸처리

참고문헌 (18)

참고문헌 신청

Korea Agro-Fishers & Food Trade Corporation, Agro-Fisheries & Food Export Information, https://www.kati.net/product/basisInfo.do?lcdCode=MD181, June(2021). C. W. Chung, Possibility to recycle domestic waste shells -with emphasis on oyster shells, J. Rec. Const. Resources, 11(1), 11-16(2016).

R. A. F. de Alvarenga, B. M. Galindro, C. de F. Helpa, S. R. Soares, The recycling of oyster shells: an environmental analysis using life cycle assessment, J. Environ. Manage., 106, 102-109(2012).

Chesapeake Bay Foundation, Save Oyster Shells in Maryland, Maryland Oyster Restoration Center, https://www.cbf.org/howwe-save-the-bay/programs-initiatives/maryland/oyster-restoration/save-oyster-shells.html, July(2021). E.-Y. Baek, W.-G. Lee, A study on the rational recycling of oyster-shell, J. Fish. Bus. Adm., 51(2), 71-87(2020).

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