Optimum Mixing Ratio of Bulking Agent for Garbage Composting

음식쓰레기 퇴비화시 bulking agent의 적정 첨가량 결정에 관한 연구

Garbage composting was studied in a controlled batch reactor with the addition of cooked rice as a biodegradable carbon source to find the effect of C/N ratio control on composting. And composting of bulking agents such as sawdust and wheat straw were tested with the addition of ammonium sulfate as a nitrogen source. As expected, biodegradation of the garbage having low C/N ratio was improved to some extent when foreign carbon was added. But bulking agents used in this study exerted slightly biodegradable carbon potential, indicating that the estimation of the dose of additional carbon considering desirable C/N ratio was not reasonable when lignocellulosic bulking material was added to garbage. It was found that the optimum moisture content increased with sawdust addition meaning the C/N ratio increment. Considering the above results, it was suggested that 78g sawdust per 100g garbage should be mixed to make C/N ratio to 25 and moisture content to 56% for effective composting of the garbage studied in this paper.

우리나라에서 발생되는 음식쓰레기는 퇴비화 처리시 높은 수분함량과 낮은 C/N비를 적정 수준으로 조절하기 위해 bulking agent를 첨가함이 필수적이며 그의 정확한 첨가량을 계산하는 것은 퇴비화에 소요되는 비용을 결정하는데 중요한 요소로 적용하게 된다(Hay et al., 1998). 그러나 bulking agent의 첨가량을 계산하기 위한 기준지표 중의 하나인 C/N비의 경우 혼합되는 bulking agent의 분해정도가 고려되지 않은 총 탄소와 질소의 비에 기준하여 적정 첨가비율이 정해지고 있기 때문에 실제 요구되는 탄소와 질소의 양을 초과 또는 미달하는 경우가 발생될 수 있으며, 이는 곧 bulking agent의 과다첨가 또는 반응속도 저하로 인한 처리비용의 상승과 직결될 수 있다. 본 연구에서는 음식쓰레기의 퇴비화를 위한 bulking agent의 정확한 첨가량을 정량적으로 제시하기 위하여 bulking agent의 첨가로 인한 반응향상 여부와 그 원인을 분석하여 이를 바탕으로 적정 첨가량 결정법을 제안하였다. 그 결과 실질적으로 분해가능한 탄소원을 포함하고 있는 쌀밥의 첨가는 C/N비가 낮은 음식쓰레기의 퇴비화반응을 향상시킬 수 있으나, 분해가 쉽지 않은 톱밥을 bulking agent로 첨가할 경우는 음식쓰레기의 탄소원을 제공함으로써 반응을 향상시킨다기 보다는 음식쓰레기의 통기성을 개선하여 줌으로써 활발한 퇴비화 반응을 유도한다는 사실을 확인할 수 있었다. 따라서, bulking agent는 그 첨가량을 많이 할수록 퇴비화반응에 유리하며, 일반적인 적정 C/N비값 이상의 첨가율에서도 반응 향상이 가능한 것으로 예상된다. 또한 bulking agent 첨가량의 증가로 인한 통기성의 향상효과는 해당 조건하에서의 적정 수분함량값 증가요소로 작용하는 것으로 나타나 이를 종합적으로 고려한 bulking agent첨가량 결정이 필요함을 알 수 있었다. 이상과 같은 실험적 분석의 결과를 종합할 때, 음식쓰레기 100g당 78g의 톱밥을 첨가하여 C/N비를 25 수분함량을 56%로 각각 조절하는 것이 본 연구에서 다루어진 음식쓰레기의 활발한 퇴비화를 위해서는 적절하며, 이러한 첨가량의 계산법은 실제 퇴비화시설의 적정 운전을 위해서 적용함이 바람직한 것으로 판단되었다.