저온 저장의 역할과 원리: 우분의 메탄 배출과 미생물 군집

초록

가축분뇨 유래 온실가스 배출량은 상당하며, 특히 저장 기간 중에 메탄을 포함한 상당량의 온실가스가 배출된다. 본 연구에서는 고형물 농도가 높은 우분의 저장 시 메탄 배출량 저감을 위해 낮은 온도 저장의 영향을 살펴보았다. 우분이 60일 저장되는 동안 배출된 최대 메탄의 양은 35oC 조건에서 63.6±3.6 kg CO2 eq./ton CM으로 나타났으며 저장온도가 30, 25, 20, 15oC로 낮아질수록 각각 51.6±1.8, 24.1±4.4, 14.9±0.5, 3.7±0.1 kg CO2 eq./ton CM으로 감소하였다. 우분을 35oC에서 저장하는 동안 30%의 COD가 감소하였지만 15oC에서는 단 6%의 COD만이 감소되어 우분 내 유기물의 손실은 저장온도가 높을수록 증가하였다. 제거된 COD의 3∼10%만이 메탄으로 전환이 되었으며 대부분은 호기 분해에 의해 진행된 것으로 사료된다. 우분의 주요 우점종으로는 Methanobrevibacter과 Methanolobus이 발견되었고 저장온도가 낮아질수록 저온 메탄생성균인 Methanolobus psychrophilus의 우점율(48%, 15oC)이 증가하였다. 수소를 이용한 SMA 실험 결과, 25, 15oC에서 저장한 메탄생성균의 지체기간은 10∼11일, 최대 메탄생성속도는 22 mL/g VSS/d으로 35oC에 저장한 경우(1일, 12∼17 mL/g VSS/d)보다 지체기간은 증가하였지만 메탄생산속도는 높은 것으로 나타났다. 이런 결과로 미루어보아 저온저장은 메탄생성균에게 일시적인 저해는 줄 수 있지만, 적절한 조건이 주어지면 그 활성도는 다시 회복될 수 있음을 알 수 있었다.

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